Диабет: биохыч адам сілекейлері арқылы глюкозаны өлшейді

Ізденушілер Браун университеті жаңа шоғырлануларды өлшей алатын жаңа био-сенсорды әзірледі глюкоза күрделі шешімде ұқсас адам сілекейі. Алға басу - бұл маңызды қадам құрал бұл адамдарға мүмкіндік береді диабет глюкоза деңгейін қанға тартпастан тестілеу.

Жаңа чип белгілі бір сериясын қолданады химиялық реакциялар плазмоникалық интерферометриямен біріктіріліп, қосылыстардың химиялық қолтаңбаны жарықтандыратын құралды анықтайды. Құрал глюкоза концентрациясының айырмашылығын анықтау үшін жеткілікті сезімтал, ол іріктелген көлемде бірнеше мың молекуланы құрайды.

Дәрі-дәрмекті күнделікті оқу 

«Біз сілекейге тән глюкозаның концентрациясын өлшеуге қажетті сезімталдылықты көрсеттік, бұл қанға қарағанда, әдетте 100 есе төмен», дейді Браун инженер-технологы Доменико Пасици, зерттеулерді басқарған. «Қазір біз мұны өте жоғары ерекшелікпен орындай аламыз, яғни глюкозаны сілекейдің фондық компоненттерінен ажырата аламыз». Жаңа зерттеулер Нанофотоника журналының маусым мақаласының мақаласында сипатталған. Биохип жіңішке қабат күміспен қапталған бір дюймдік кварцтан жасалған. Күмістен қуылған мыңдаған наномальды интерферометрлер бар - әр жағында ойықтары бар кішкентай саңылаулар. Жиектер 200 нанометрінің енін өлшейді, ал ені 100 нанометрге дейін - адам шашынан ХНУМС есе көп жұқа. Чипте жарық жарқылдаған кезде, ойықтардың күмістегі еркін электрондардың толқыны - плазмонның поляритоны - қисыққа таралу үшін. Бұл толқындар саңылау арқылы өтетін жарыққа кедергі келтіреді. Сезімтал детекторлар, содан кейін канавалар мен саңылаулардан туындаған кедергілердің үлгілерін өлшейді.
Чипке сұйықтық қойылғанда, жарық пен бет плазмалық толқындар бір-бірімен араласпас бұрын осы сұйықтық арқылы таралады. Бұл сұйықтықтың химиялық құрамына байланысты детекторлардан алынған кедергі үлгілерін өзгертеді. Ыдыстар мен ортаңғы қисық арасындағы қашықтықты реттеу арқылы интерферометрлер ерекше үлгілердің немесе молекулалардың қолын анықтау үшін калибрленуі мүмкін, бұл өте шағын көлемде өте сезгіштікке ие. 2012-да жарияланған мақалада Brown тобы биохычта интерферометрлерді суда глюкозаны анықтау үшін қолдануға болатындығын көрсетті. Дегенмен, адам сілті сияқты күрделі ерітіндіде глюкозаны таңдаған түрде анықтау басқа мәселе болды.

«Тұздық 99 пайызға жуық суды құрайды, бірақ 1 пайызы бұл проблема емес су болып табылады», - деді Тынық мұхиты. «Сенсордың әсеріне әсер етуі мүмкін ферменттер, тұздар және басқа компоненттер бар. Осы мақалада біз сезімталдық схемасының ерекшелігі мәселесін шештік ».
Олар глюкоза үшін қадағалаушы маркер жасау үшін бояғыш химияны қолданды. Зерттеушілер глюкозамен реакция жасайтын екі ферментті микроорганизмдерге арнап микроэлементтерді қосады. Бірінші фермент, глюкоза оксидаза, сутегі пероксидінің молекуласын қалыптастыру үшін глюкозамен әрекеттеседі. Бұл молекула содан кейін ерітіндіні бояйтын қызыл жарықты сіңіре алатын және шығаратын, резоруфин деп аталатын молекуланы генерациялау үшін, екінші ферментті, желкек пероксидазымен әрекеттеседі. Зерттеушілер интерферометрлерді қызыл резорфин молекулаларын іздестіру үшін баптай алады.
«Реакция бір-бірімен жүреді: глюкозаның молекуласы бір молекуланы резорифин тудырады», - дейді Тынық мұхиты. «Осылайша ерітіндідегі резорифин молекулаларының санын санауға болады және ерітіндде бастапқыда болатын глюкоза молекулаларының санын көбейте аламыз».
Команда жасанды сілекейдегі глюкозаны, судың, тұздардың және шынайы адам сілекейін еске түсіретін ферменттердің қосындысын іздеу арқылы бояғыш химия және плазмоникалық интерферометрияның комбинациясын сынаған. Олар реауруфинді шынайы уақытта нақты дәлдікпен және ерекшелігімен анықтай алатынын анықтады. Олар бір литрі үшін 0.1 микромолды глюкоза концентрациясының өзгеруін анықтады - 10 рет сезгіштігі, интерферометрлер арқылы ғана қол жеткізуге болатын.
Жұмыстағы келесі қадам, Тынық мұхиты дейді, шынайы адам сілекейіндегі әдісті сынауды бастау. Сайып келгенде, зерттеушілер қант диабетіне глюкоза деңгейін бақылайтын неинвазивті әдіспен бере алатын кішкентай, өзіндік құрылғыны дамытуға үміттенеді.
Басқа әлеуетті қосымшалар да бар.
«Біз бұл құрылғыны инсулин үшін калибрлеудеміз, - деп мәлімдеді Тынық мұхиты, - бірақ, негізінен, бұл« плазмалық кювет »сенсорын қызығушылықтың кез келген молекуласын анықтауға мүмкіндік береді».
Ол ауамен немесе суда токсиндерді анықтау үшін немесе лабораторияда химиялық реакцияларды бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін, себебі олар нақты уақытта сенсорлық бетінде пайда болады, деп хабарлады Pacifici.

Плазмонды интерферометр судағы глюкоза молекулаларын анықтай алады. Кешенді сұйықтықтағы глюкозаның табылуы күрделі. Глюкоза молекулаларында бояғыштар мен бояғыштар арасындағы қашықтықты бақылап, зерттеушілер глюкозаның деңгейін өлшеуге мүмкіндік береді, сусыз емес, сусыздың 1 пайызы.

http://www.brown.edu/

Кредит: Браун университетінің суреті

Сізге де ұнауы мүмкін