Glukometrem można wykryć niemal każdą molekułę
INFORMATOR. Świat
naukawpolsce.pl | dodane 02-08-2011
Fot. zdrowemiasto.pl
Zwykły, handlowo dostępny glukometr pozwala na wykrycie niemal każdej substancji chemicznej, gdy pracuje w tandemie z odpowiednio zaprojektowanymi aptamerami, enzymem oraz magnetycznymi kuleczkami. To przełom w dziedzinie biosensoryki, donosi "Nature Chemistry".
Dynamiczny rozwój nano oraz biotechnologi, jaki obserwowany jest w ostatnich latach, znacząco przyczynił się do opracowania zupełnie nowych technik wykrywania ważnych z punktu widzenia diagnostyki medycznej oraz bezpieczeństwa narodowego substancji chemicznych czy czynników biologicznych. Niestety, większość tych metod z różnych powodów (np. przygotowanie próbki jest zbyt czasochłonne lub kosztowne) nie sprawdza się w zastosowaniach poza laboratorium.
Fakt ten stał się bodźcem dla naukowców z University of Illinois (USA), którzy zbudowali od podstaw system detekcji substancji chemicznych w oparciu o handlowo dostępny detektor stężenia glukozy - zwykły glukometr, jaki można kupić w aptece. W skład zestawu wchodzą również specjalnie zaprojektowane kuleczki magnetyczne, do powierzchni których dołączono odpowiednie fragmenty kwasu dezoksyrybonukleinowego oraz enzym. Tak na prawdę, to właśnie te ostatnie trzy elementy stanowią "serce" układu detekcyjnego.
By wykryć jakąkolwiek substancję chemiczną konieczne jest w pierwszej kolejności odkrycie krótkiej sekwencji DNA (tzw. aptamerów), która selektywnie łączy się z interesującą nas substancją. Następnie, wyselekcjonowany aptamer łączony jest z enzymem - inwertazą, który w normalnych warunkach (gdy nie jest związany z DNA) przeprowadza reakcję przekształcenia sacharozy w glukozę. Całość, w ostatnim etapie, osadzana jest na kulkach magnetycznych, po czym gotowa jest do użycia wraz ze zwykłym glukometrem. Co ważne, etap selekcjonowania aptamerów jest robiony tylko raz dla poszczególnej substancji, co znacznie skraca czas przygotowania czujnika.
Procedura opracowana przez naukowców została przetestowana względem kokainy, interferonu gamma (znacznik gruźlicy) czy uranu, lecz wygląda dokładnie tak samo dla każdej innej substancji, której obecność chcielibyśmy wykryć.
Przypuśćmy, że zależy nam by sprawdzić czy w danej próbce jest kokaina. Nic prostszego. Wystarczy, że z biblioteki aptamerów wybierzemy te, które wiążą się selektywnie z kokainą i wraz z kulkami magnetycznymi i enzymem dodamy do badanej próbki. Po chwili, po połączeniu się kokainy z aptamerami następuje uwolnienie inwertazy, która pozostaje w analizowanej cieczy. Kulki magnetyczne z dołączoną kokainą należy usunąć za pomocą zwykłego magnesu. W zależności od ilości kokainy w próbce, a co za tym idzie ilości cząstek tej substancji, która związała się z aptamerami, do cieczy uwolniona zostaje proporcjonalnie taka sama ilość enzymu przekształcającego sacharozę w glukozę (cukier należy dodać do badanej próbki). Ostatnim etapem jest zbadanie poziomu glukozy w kropli analizowanej cieczy, której stężenie odpowiada stężeniu kokainy.
Jak twierdzą naukowcy, cały proces jest prosty i szybki, a po utworzeniu szerszej biblioteki aptamerów będzie również bardzo tani. Co więcej, zastosowanie handlowo dostępnego urządzenia pomiarowego powoduje, że tego typu badania można zrobić praktycznie wszędzie. Trwają prace nad komercjalizacją wyników badań.
Dynamiczny rozwój nano oraz biotechnologi, jaki obserwowany jest w ostatnich latach, znacząco przyczynił się do opracowania zupełnie nowych technik wykrywania ważnych z punktu widzenia diagnostyki medycznej oraz bezpieczeństwa narodowego substancji chemicznych czy czynników biologicznych. Niestety, większość tych metod z różnych powodów (np. przygotowanie próbki jest zbyt czasochłonne lub kosztowne) nie sprawdza się w zastosowaniach poza laboratorium.
Fakt ten stał się bodźcem dla naukowców z University of Illinois (USA), którzy zbudowali od podstaw system detekcji substancji chemicznych w oparciu o handlowo dostępny detektor stężenia glukozy - zwykły glukometr, jaki można kupić w aptece. W skład zestawu wchodzą również specjalnie zaprojektowane kuleczki magnetyczne, do powierzchni których dołączono odpowiednie fragmenty kwasu dezoksyrybonukleinowego oraz enzym. Tak na prawdę, to właśnie te ostatnie trzy elementy stanowią "serce" układu detekcyjnego.
By wykryć jakąkolwiek substancję chemiczną konieczne jest w pierwszej kolejności odkrycie krótkiej sekwencji DNA (tzw. aptamerów), która selektywnie łączy się z interesującą nas substancją. Następnie, wyselekcjonowany aptamer łączony jest z enzymem - inwertazą, który w normalnych warunkach (gdy nie jest związany z DNA) przeprowadza reakcję przekształcenia sacharozy w glukozę. Całość, w ostatnim etapie, osadzana jest na kulkach magnetycznych, po czym gotowa jest do użycia wraz ze zwykłym glukometrem. Co ważne, etap selekcjonowania aptamerów jest robiony tylko raz dla poszczególnej substancji, co znacznie skraca czas przygotowania czujnika.
Procedura opracowana przez naukowców została przetestowana względem kokainy, interferonu gamma (znacznik gruźlicy) czy uranu, lecz wygląda dokładnie tak samo dla każdej innej substancji, której obecność chcielibyśmy wykryć.
Przypuśćmy, że zależy nam by sprawdzić czy w danej próbce jest kokaina. Nic prostszego. Wystarczy, że z biblioteki aptamerów wybierzemy te, które wiążą się selektywnie z kokainą i wraz z kulkami magnetycznymi i enzymem dodamy do badanej próbki. Po chwili, po połączeniu się kokainy z aptamerami następuje uwolnienie inwertazy, która pozostaje w analizowanej cieczy. Kulki magnetyczne z dołączoną kokainą należy usunąć za pomocą zwykłego magnesu. W zależności od ilości kokainy w próbce, a co za tym idzie ilości cząstek tej substancji, która związała się z aptamerami, do cieczy uwolniona zostaje proporcjonalnie taka sama ilość enzymu przekształcającego sacharozę w glukozę (cukier należy dodać do badanej próbki). Ostatnim etapem jest zbadanie poziomu glukozy w kropli analizowanej cieczy, której stężenie odpowiada stężeniu kokainy.
Jak twierdzą naukowcy, cały proces jest prosty i szybki, a po utworzeniu szerszej biblioteki aptamerów będzie również bardzo tani. Co więcej, zastosowanie handlowo dostępnego urządzenia pomiarowego powoduje, że tego typu badania można zrobić praktycznie wszędzie. Trwają prace nad komercjalizacją wyników badań.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Niemcy. Multigenowy test raka piersi refundowany przez kasy chorych
- PE. Pisemne oświadczenie w sprawie zwalczania raka piersi w Unii Europejskiej
- Pod względem liczby popełnianych błędów odwodnieni kierowcy nie ustępują nietrzeźwym!
- Im niżej, tym lepiej - najnowsze wyniki badań wskazują, że ryzyko zawałów serca i udarów mózgu jest tym niższe, im niższy jest poziom cholesterolu LDL
- Zdrowa dieta bez mięsa
- Alkaptonuria - rzadka choroba czarnych kości. Nieznane wyniszczające schorzenie, pacjenci bez rozpoznania
- Brytyjczycy wolą bezpieczne metody leczenia
- Strefy wolne od dymu tytoniowego sprzyjają zdrowiu dzieci
- Choroby, które zabijają ponad 2 miliony ludzi rocznie
- Poprawa kondycji fizycznej może przyczynić się do szybszego powrotu do zdrowia kobiet z rakiem piersi
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
 |
