Påvisning af kulilte i kroppen kan føre til hurtig sygdomsdiagnostik

En hurtig og pålidelig måde at påvise niveauer af kulilte i kroppen kunne give klinikere mulighed for at diagnosticere sygdom.

Kulilte betragtes normalt i forhold til mængden af ​​skade, det kan forårsage os, men et team af videnskabsmænd ved Imperial College London og Polytechnic University of Valencia har kigget på de andre biologiske roller, det kan spille.

Kulilte produceres faktisk i vores kroppe i små mængder, og er afgørende i en række biologiske processer, fungerer ofte som et budbringermolekyle. Med beviser, der tyder på involvering af kulilte i at løse betændelse og muligvis lindre kardiovaskulære lidelser, det er et voksende interesseområde for mange videnskabsmænd.

En spændende mulighed er den terapeutiske brug af kulilte til behandling af sygdom, Men dette, og andre relaterede områder, er i øjeblikket begrænset af evnen til følsomt at spore dannelsen af ​​kulilte i realtid.

Nu, en ny teknologi, udtænkt af Imperial og Valencia videnskabsmænd og offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , har potentialet til at blive brugt til at måle kulilteniveauer i kroppen både effektivt og hurtigt.

Ny måde at opdage kulilte på

I første omgang, gruppen hos Imperial arbejdede på at udvikle farveskiftende strimler, der kunne indikere kulilteniveauer i luften omkring os, samtidig med at de undgik interferens fra damp eller røg. Efter offentliggørelsen af ​​denne undersøgelse, de begyndte at arbejde sammen med deres kolleger fra Valencia, som var interesserede i teknologiens mulige biologiske anvendelser.

For at udvikle en teknik til at fornemme kulilte i kroppen, Ph.D. eleverne Anita Toscani og Jonathan Robson måtte finde måder at detektere meget mindre koncentrationer på, at gå fra at detektere kulilte i ppm til ppm.

En yderligere udfordring var at opnå dette og samtidig undgå uønskede interaktioner med de mange andre tilstedeværende stoffer. Teamlederen fra Institut for Kemi på Imperial, Dr. James Wilton-Ely, forklarede, at:"Tvillingudfordringerne er sensitivitet og selektivitet, og vi tror, ​​vi har sat kryds i begge felter."

Glødende signaler

Kulilteforgiftning opstår, når det binder sig til jernet i vores blods hæmoglobin, forhindrer dens evne til at transportere ilt fra lungerne til resten af ​​kroppen. I et interessant twist, netop denne affinitet for visse metaller er det, der gør den nye teknik så vellykket. Det bruger ruthenium (et metal i samme gruppe af det periodiske system som jern) med omhyggeligt designede organiske molekyler (ligander) knyttet.

En af disse ligander er designet til at have evnen til at gløde, eller fluorescere, når der anvendes lys med den korrekte bølgelængde, men er "slukket", når de er fastgjort til rutheniummetallet. Når kulilte er til stede, det binder til ruthenium, løsne liganden. Dette får liganden til at "tænde" og begynder at fluorescere under dybt gennemtrængende rødt lys, bliver synlig under et mikroskop.

Forskerne var i stand til at teste teknikken ved hjælp af prøveceller taget fra mus, og fandt ud af, at de hurtigt var i stand til at detektere kulilte produceret som en reaktion, når inflammation blev induceret i musene. Ved hjælp af billedanalyse, de kunne derefter kvantificere mængden af ​​carbonmonoxid til stede fra den producerede fluorescens.

Denne teknologi har et stort potentiale for fremtidige anvendelser inden for medicinsk diagnostik, men det illustrerer også de forskellige måder, vi bør tænke på kemikalier som kulilte. Som Dr. Wilton-Ely påpegede:"Dette giver et rigtig godt indblik i verden omkring os - så mange ting har flere roller og ry, og dette tilføjer en rigdom til videnskabens verden, som bør omfavnes."