Pediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyPediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyВопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии1726-17082414-9314Fund Doctors, Innovations, Science for Children113710.24287/j.1137TKBUEMORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleVerification of the method for measuring erythrocyte filterability using the IDA-01 deviceВерификация метода измерения фильтруемости эритроцитов с помощью прибора ИДА-01https://orcid.org/0009-0004-9565-5591SuvorovaA. S.СувороваА. С.
Russian Federation
sinaurid@list.ruhttps://orcid.org/0009-0003-8800-6465KushnirN. S.КушнирН. С.
Russian Federation
sinaurid@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5995-7702PrudinnikD. S.ПрудинникД. С.
Russian Federation
sinaurid@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4724-8647BovtE. A.БовтЕ. А.
Russian Federation
sinaurid@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3403-181XAtaullakhanovF. I.АтауллахановФ. И.
Russian Federation
sinaurid@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5948-3444SinauridzeElena I.СинауридзеЕлена Ивановна
Russian Federation

Doctor of Biological Sciences, Candidate of Chemical Sciences, Head of the Laboratory of Biophysics at the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation; Head of the Laboratory of Cell Physiology and Biophysics at the Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology of the Russian Academy of Sciences

д-р биол. наук, канд. хим. наук, заведующая лабораторией биофизики ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России; заведующая лабораторией физиологии и биофизики клетки ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН

sinaurid@list.ruThe Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава РоссииCenter for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology of the Russian Academy of SciencesФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН300620262521541641905202621052026Copyright ©; 2026, «D. Rogachev NMRCPHOI»Copyright ©; 2026, ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России2026«D. Rogachev NMRCPHOI»ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава Россииhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://hemoncim.com/jour/article/view/1137

Introduction. A common cause of hereditary hemolytic anemia is mutations of erythrocyte membrane proteins, which lead to a reduced ability of red blood cells (RBCs) to deform and pass through narrow capillaries and interendothelial slits of the spleen. This shortens the lifespan of erythrocytes and may result in hemolytic anemia. Therefore, the ability of RBCs to pass through narrow capillaries may serve as a good prognostic marker of a shortened RBC lifespan due to premature RBC hemolysis. The measurement of RBC filterability through artificial filters with 3–5 μm pore size (which is slightly smaller than the diameter of RBCs) might be the most suitable diagnostic method. However, the use of this method is hampered by poor reproducibility of its previously described variants. A recently proposed modified method for measuring RBC filterability using the IDA-01 device has demonstrated good sensitivity and specificity in the diagnosis of hereditary spherocytosis. However, its analytical performance (accuracy and specificity) has not yet been studied.

Aim: to evaluate the analytical performance of the erythrocyte filterability measuring method using the IDA-01 filtrometer.

Materials and methods. In this study, we used RBCs from healthy donors isolated from venous blood and washed using a standard procedure. The following parameters were analyzed: repeatability of the results (mean relative error and coefficient of variation) when measuring buffer flow time through the same filter (n = 10); reproducibility of the donor erythrocyte filterability measurements in two independent series of experiments conducted at different sites on different days (n = 15 and n = 31); and the reference range for normal filterability. The biological sensitivity of the method was also measured using suspensions containing varying amounts of non-filterable cells (RBCs exposed to 0.08% glutaraldehyde). All statistical calculations were performed using OriginPro 8.1 (OriginLab Corp., USA).

Results and discussion. The IDA-01 device demonstrated good repeatability of measurements (relative error 2.79%, coefficient of variation 3.5%); the detection limit was 0.2 s; the reproducibility of erythrocyte filterability measurements in the two experimental series did not differ significantly (Fisher's test); the mean filterability values in these series also did not differ significantly (modified Student's t-test). The method is not biased. The reference range of filterability for donors was 0.81–0.87 (mean ± 1 standard deviation). The detection limit for pathologically altered cells was 0.003%. The accuracy of the results depends only on correct sample preparation (the degree of leukocyte removal and a constant hematocrit level in erythrocyte suspension). When all necessary conditions are met, the device specificity approaches 100%.

Conclusion. The erythrocyte filterability test performed using the IDA-01 device has high sensitivity and specificity. It is very simple, does not require expensive equipment, and can be easily performed in any laboratory, making it a promising method for the diagnosis of hereditary spherocytosis.

Введение. Частой причиной наследственной гемолитической анемии являются мутации белков мембраны эритроцитов, которые приводят к снижению способности эритроцитов деформироваться и проходить по узким капиллярам и межэндотелиальным щелям селезенки. Это сокращает время жизни эритроцитов в организме и может приводить к гемолитической анемии. Таким образом, способность эритроцитов проходить по узким капиллярам может быть хорошим прогностическим признаком, характеризующим возможность сокращения времени жизни эритроцита из-за его преждевременного гемолиза. Наиболее подходящим для такой диагностики может быть метод фильтруемости эритроцитов через искусственные фильтры с порами, диаметр которых несколько меньше (от 3 до 5 мкм), чем диаметр самих эритроцитов. Однако использованию этого метода препятствует плохая воспроизводимость его описанных вариантов. Недавно предложенный модифицированный вариант измерения фильтруемости эритроцитов с помощью прибора ИДА-01 показал хорошую чувствительность и специфичность при диагностике наследственного сфероцитоза. Однако аналитическая эффективность (точность и специфичность) этого метода до сих пор не исследована.

Цель исследования – изучение аналитической эффективности метода измерения фильтруемости эритроцитов с помощью прибора ИДА-01.

Материалы и методы. В работе были использованы эритроциты здоровых доноров, выделенные из венозной крови и отмытые стандартным способом. Измерены повторяемость результатов (средняя относительная ошибка и коэффициент вариации) при анализе времени протекания буфера через один и тот же фильтр (n = 10); воспроизводимость измерения фильтруемости эритроцитов доноров в двух независимых сериях экспериментов, проведенных в разных институтах и в разные дни (n = 15 и n = 31); референсный интервал значения нормальной фильтруемости. Также была измерена биологическая чувствительность метода с применением суспензий с различной долей нефильтрующихся клеток (эритроцитов, обработанных 0,08% глутаровым альдегидом). Все статистические расчеты проведены с помощью программы OriginPro 8.1 (OriginLab Corp., США).

Результаты и их обсуждение. Показано, что используемый прибор ИДА-01 обеспечивает хорошую повторяемость результатов (относительная ошибка – 2,79%, коэффициент вариации – 3,5%); предел обнаружения составляет 0,2 с; воспроизводимость результатов измерения фильтруемости эритроцитов пациентов в двух сериях экспериментов достоверно не различалась (тест Фишера); средние величины фильтруемости в этих сериях также достоверно не различались (модифицированный тест Стьюдента). Метод не имеет смещения из-за систематической ошибки. Определенный референсный интервал фильтруемости для доноров составил 0,81–0,87 (средняя величина ± 1 стандартное отклонение). Предел обнаружения патологически измененных клеток составил 0,003%. Правильность получаемого результата может зависеть только от корректности пробоподготовки (степени освобождения от лейкоцитов и точности гематокрита анализируемой суспензии эритроцитов), и при соблюдении всех необходимых условий специфичность прибора близка к 100%.

Заключение. Тест фильтруемости эритроцитов, проводимый с помощью прибора ИДА-01, высокочувствителен и специфичен. Он очень прост, не требует дорогого оборудования и может быть легко выполнен в любой лаборатории. Все это делает данный метод многообещающим для диагностики наследственного сфероцитоза.

erythrocytehereditary hemolytic anemiafilterabilityIDA-01 filtrometeranalytical sensitivityspecificityэритроцитнаследственная гемолитическая анемияфильтруемостьфильтрометр ИДА-01аналитическая чувствительностьспецифичностьМинистерство здравоохранения Российской ФедерацииMinistry of Healthcare of the Russian Federation056-00084-25-00The study was carried out with the support of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation (State Assignment for the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, registration No.125031003410-4).Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства здравоохранения Российской Федерации (Государственное задание ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России, регистрационный номер 125031003410-4).Атауллаханов Ф.И., Баландина А.Н., Колева Л.Д., Синауридзе Е.И., Пантелеев М.А. Клиническая физиология системы крови. В кн.: Клиническая физиология. Отв. ред. акад. Ю.В. Наточин, акад. М.Д. Алиев. М.: РАН, 2023. С. 94–220. [Ataullakhanov F.I., Balandina A.N., Koleva L.D., Sinauridze E.I., Panteleev M.A. Clinical physiology of the hematologic system. In: “Clinical Physiology”. Exec. eds.: academicians Yu.V. Natochin, M.D. Aliev. Мoscow: the Russian Academy of Sciences, 2023. Р. 94–220. (In Russ.)].Gallagher P.G. Red blood cell membrane disorders. In: Hoffman R., Benz E.J. Jr, Silberstein L.E., Heslop H.E., Weitz J.I., Anastasi J. et al. (eds.). Hematology: basic principles and practice. 7th ed. Elsevier, 2018. Pp. 626–47. DOI: 10.1016/B978-0-323-35762-3.00045-7Gallagher P.G. Diagnosis and management of rare congenital nonimmune hemolytic disease. Hematology Am Soc Hematol Educ Program 2015;2015:392–9. DOI: 10.1182/asheducation-2015.1.392Al-Samkari H., Shehata N., Lang-Robertson K., Bianchi P., Glenthøj A., Sheth S. et al. Diagnosis and management of pyruvate kinase deficiency: international expert guidelines. Lancet Haematol 2024;11(3):e228–39. DOI: 10.1016/S2352-3026(23)00377-0Naeim F. Disorder of red blood cells: anemias. In: Jaffe E.S., Harris N.L., Stein H., Vardiman J.W. (eds.). Hematopathology: morphology, immunophenotype, cytogenetics and molecular approaches. Chapter 23. Amsterdam, Boston: Academic Press (Elsevier), 2008. P. 529–65. DOI: 10.1016/B978-0-12-370607-2.00023-5Mohandas N., Gallagher P.G. Red cell membrane: past, present, and future. Blood 2008;112(10):3939–48. DOI: 10.1182/blood-2008-07-161166Perrotta S., Gallagher P.G., Mohandas N. Hereditary spherocytosis. Lancet 2008;372(9647):1411–26. DOI: 10.1016/S0140-6736(08)61588-3Popel A.S., Johnson P.C. Microcirculation and hemorheology. Annu Rev Fluid Mechan 2005;37:43–69. DOI: 10.1146/annurev.fluid.37.042604.133933Kim J., Lee H., Shin S. Advances in the measurement of red blood cell deformability: a brief review. J Cell Biotechnol 2015;1:63–79. DOI: 10.3233/JCB-15007Matthews K., Lamoureux E.S., Myrand-Lapierre M.E., Duffy S.P., Ma H. Technologies for measuring red blood cell deformability. Lab Chip 2022;22(7):1254–74. DOI: 10.1039/d1lc01058aPrudinnik D.S., Kussanova A., Vorobjev I.A., Tikhonov A., Ataullakhanov F.I., Barteneva N.S. Deformability of heterogeneous red blood cells in aging and related pathologies. Aging Dis 2024;16(3):1242–64. DOI: 10.14336/AD.2024.0526Musielak М. Red blood cell-deformability measurement: review of techniques. Clin Hemorheol Microcircul 2009;42(1):47–64. DOI: 10.3233/CH-2009-1187Baskurt O.K., Meiselman H.J. Data reduction methods for ektacytometry in clinical hemorheology. Clin Hemorheol Microcircul 2013;54(1):99–107. DOI: 10.3233/CH-2012-1616Parrow N.L., Violet P.C., Tu H., Nichols J., Pittman C.A., Fitzhugh C. et al. Measuring deformability and red cell heterogeneity in blood by ektacytometry. J Vis Exp 2018;131:56910. DOI: 10.3791/56910Llaudet-Planas E., VivesCorrons J.L., Rizzuto V., Gómez-Ramírez P., Sevilla Navarro J., Coll Sibina M.T. et al. Osmotic gradient ektacytometry: a valuable screening test for hereditary spherocytosis and other red blood cell membrane disorders. Int J Lab Hematol 2018;40(1):94–102. DOI: 10.1111/ijlh.12746Sadaf A., Seu K.G., Thaman E., Fessler R., Konstantinidis D.G., Bonar, H.A. et al. Automated oxygen gradient ektacytometry: a novel biomarker in sickle cell anemia. Front Physiol 2021;12:636609. DOI: 10.3389/fphys.2021.636609Kubankova M., Hohberger B., Hoffmanns J., Fürst J., Herrmann M., Guck J., Kräter M. Physical phenotype of blood cells is altered in COVID-19. Biophys J 2021;120(14):2838–47. DOI: 10.1016/j.bpj.2021.05.025Hochmuth R.M. Micropipette aspiration of living cells. J Biomech 2000;33(1):15–22. DOI: 10.1016/s0021-9290(99)00175-xRadmacher M. Measuring the elastic properties of living cells by the atomic force microscope. In: Methods in Cell Biology. Chapter 4, vol. 68, Elsevier Science, USA: 2002. Pp. 67–90.Girasole M., Dinarelli S., Boumis G. Structure and function in native and pathological erythrocytes: a quantitative view from the nanoscale. Micron 2012;43(12):1273–86. DOI: 10.1016/j.micron.2012.03.019Ashkin A. Forces of a single-beam gradient laser trap on a dielectric sphere in the ray optics regime. Methods Cell Biol 1998;55:1–27. DOI: 10.1016/s0091-679x(08) 60399-4Dao M., Lim C.T., Suresh S. Mechanics of the human red blood cell deformed by optical tweezers. J Mech Phys Solids 2003;51(11–12):2259–80. DOI: 10.1016/S0022-5096(03)00099-7Mills J.P., Qie L., Dao M., Lim C.T., Suresh S. Nonlinear elastic and viscoelastic deformation of the human red blood cell with optical tweezers. Mech Mater 2004;36(10):1031–45. DOI: 10.1016/S0167-6636(03)00096-1Reid H.L., Barnes A.J., Lock P.J., Dormandy J.A., Dormandy T.L. A simple method for measuring erythrocyte deformability. J Clin Pathol 1976;29(9):855–8. DOI: 10.1136/jcp.29.9.855Stuart J., Stone P.C.W., Bareford D., Bilto Y.Y. Effect of pore diameter and cell volume on erythrocyte filterability. Clin Hemorheol Microcircul 2016;5(5):449–61. DOI: 10.3233/CH-1985-5508Chien S., Sung K.L., Skalak R., Usami S., Tözeren A. Theoretical and experimental studies on viscoelastic properties of erythrocyte membrane. Biophys J 1978;24(2):463–87. DOI: 10.1016/S0006-3495(78)85395-8Chen Y., Guo K., Jiang L., Zhu S., Ni Z., Xiang N. Microfluidic deformability cytometry: a review. Talanta 2023;251:123815. DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123815Tomaiuolo G., Simeone M., Martinelli V., Rotolib B., Guido S. Red blood cell deformation in microconfined flow. Soft Matter 2014;10(38):7216–26. DOI: 10.1039/B904584HPark Y.K., Best C.A., Badizadegan K., Popescu G. Measurement of red blood cell mechanics during morphological changes. Proc Natl Acad Sci U S A 2010;107(15):6731–6. DOI: 10.1073/pnas.0909533107Прудинник Д.С., Колева Л.Д., Бовт Е.А., Кушнир Н.С., Суворова А.С., Долгих И.А. и др. Метод фильтруемости эритроцитов в диагностике наследственного сфероцитоза. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии 2024;23(2):145–51. DOI: 10.24287/1726-1708-23-2-145-151 [Prudinnik D.S., Koleva L.D., Bovt E.A., Kushnir N.S., Suvorova A.S., Dolgikh I.A. et al. Red blood cell filterability measurement in the diagnosis of hereditary spherocytosis. Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology2024;23(2):145–51. (In Russ.)].Kim Y., Park J., Kim M. Diagnostic approaches for inherited hemolytic anemia in the genetic era. Blood Res 2017;52(2):84–94. DOI: 10.5045/br.2017.52.2.84Gallagher P.G. Disorders of red cell volume regulation. Curr Opin Hematol 2013;20(3):201–7. DOI: 10.1097/MOH.0b013e32835f6870Bruce L.J. Hereditary stomatocytosis and cation-leaky red cells: recent developments. Blood Cells Mol Dis 2009;42(3):216–22. DOI: 10.1016/j.bcmd.2009.01.014Stewart G.W., Turner E.J. The hereditary stomatocytoses and allied disorders: congenital disorders of erythrocyte membrane permeability to Na and K. Baillieres Best Pract Res Clin Haematol 1999;12(4):707–27. DOI: 10.1053/beha.1999.0049Prudinnik D.S., Sinauridze E.I., Shakhidzhanov S.S., Bovt E.A., Protsenko D.N., Rumyantsev A.G., Ataullakhanov F.I. Filterability of erythrocytes in patients with COVID-19. Biomolecules. Special Issue: Biochemical and Biophysical Properties of Red Blood Cells in Disease 2022;12(6):782. DOI: 10.3390/biom12060782Атауллаханов Ф.И., Витвицкий В.М., Костына М.А., Лисовская И.Л. Способ определения деформируемости эритроцитов и устройство для его осуществления. Патент РФ №2052194 от 27.11.1991, дата публикации – 10.01.1996. [Ataullakhanov F.I., Vitvitsky V.M., Kostyna M.A., Lisovskaya I.L. A method for determining erythrocyte deformability and a device for its implementation. Patent of the Russian Federation No. 2052194 dated 27.11.1991, date of publication – 10.01.1996. (In Russ.)].Lisovskaya I.L., Shurkhina E.S., Nesterenko V.M., Rozenberg J.M., Ataullakhanov F.I. Determination of the content of nonfilterable cells in erythrocyte suspensions as a function of the medium osmolality. Biorheology 1998;35(2):141–53. DOI: 10.1016/S0006-355X(99)80004-3Гармаш А.В., Сорокина Н.М. Метрологические основы аналитической химии. 3-е изд. М.: МГУ, 2012. 47 с. [Электронный ресурс] URL: https://metr_osn_analit-himii.pdf (дата обращения – 12.05.2026). [Garmash A.V., Sorokina N.M. Metrological basics of analytical chemistry. 3rd ed. Мoscow: the Moscow State University, 2012. 47 p. [Electronic resource] URL: https://metr_osn_analit-himii.pdf (accessed – 12.05.2026). (In Russ.)].