Diagnosticering af gulsot ved hjælp af tårevæsker

Menneskelige tårevæsker indeholder mange proteiner, metabolitter og andre molekyler, hvis koncentrationer ændres væsentligt med visse sygdomme. Et forskerhold har nu udviklet et praktisk testsæt til tårer, der kan identificere patienter med gulsot. Deres succes er baseret på en hybridsensor, der samtidig fjerner urenheder fra prøven. Denne tilgang kunne give nye metoder til tidlig påvisning og diagnose baseret på komplekse kropsvæsker, som holdet rapporterede i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition .

En særlig fordel ved tårevæskediagnose er, at prøver kan indsamles på en behagelig og ikke-invasiv måde. En metode kaldet overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS) er en egnet kandidat til analyse af de opnåede biomolekyler. Raman-effekten er et fænomen, hvor lysslående materialer forårsager karakteristiske vibrationer og rotationer af molekylære fragmenter. Det resulterende skift i frekvensen af ​​det spredte lys giver et molekylært "fingeraftryk".

Hvis analytmolekylerne er i kontakt med en metaloverflade (hotspots), forstærkes Raman-signalerne nok til at nå den ultrafølsomhed, der kræves til tårediagnostik. Mærkning af analytterne er unødvendig. Kompakte Raman-håndapparater ville være tilgængelige til direkte diagnose i marken. Problemet er at finde passende SERS-sensorer. Strømsensorer deaktiveres hurtigt ved aflejring af rivekomponenter. Er der en måde at få dette til at fungere uden kompleks prøveforberedelse?

Faktisk er der. Et hold ledet af Yun Feng (Peking University Third Hospital), Zhou Yang (University of Science and Technology Beijing) og Tie Wang (Tianjin University of Technology og Chinese Academy of Sciences Beijing), har demonstreret dette med deres nye diagnostik i tændstikæskestørrelse test kit. I hjertet ligger en hybridfilm. Et lag af symmetrisk arrangerede siliciumdioxid-nanosfærer er belagt med et hviske-tyndt lag guld, hvorpå der er aflejret et lag af guld-nanopartikler, der fungerer som SERS-hotspots.

Målmolekylerne binder sig til guldet og holdes fast til overfladen, mens mindre tårekomponenter glider gennem hullerne mellem siliciumdioxidnanopartiklerne på et absorberende lag nedenunder. Porediametrene kan justeres ved at ændre størrelsen af ​​nanosfærerne for selektivt at adskille de forstyrrende primære komponenter af tårer (albumin, lysozym, IgG og peroxidase). Filmen, kaldet SiO₂ @Au@AuNPs, er klemt mellem to glasunderstøtninger og indesluttet i et hus. En spids stikker ud af enheden for at opsamle tårevæske fra øjenkrogen. SERS-analysen foregår gennem et vindue oven på enheden.

Holdet var i stand til at identificere patienter med gulsot - en metabolisk lidelse forbundet med lever- og galdeblæresygdomme. Galdepigmentet bilirubin udskilles ikke ordentligt fra kroppen, bliver koncentreret og kan findes i tårevæske. Bilirubin binder sig stærkt til sensorens guld og kan detekteres med stor følsomhed ved dens SERS-signal. + Udforsk yderligere

Forskere observerer langsgående plasmonisk felt i nanokavitet på subnano-skala