Säg att du har fått diagnosen prostatacancer, den näst ledande orsaken till cancerdöd hos män. Du väljer kirurgi för att ta bort din prostata. Tre månader senare, ett prostata ytantigen (PSA) test visar inga prostataceller i din kropp. Alla jublar.

Fram till 18 månader senare, när ytterligare ett PSA -test avslöjar att nu har prostataceller åter dykt upp. Vad hände?

Det första PSA -testet gav det som kallas ett falskt negativt resultat. Den upptäckte inte den handfull celler som var kvar efter operationen och senare multiplicerade. Nu har en kemist vid Michigan Technological University gjort en upptäckt som kan, bland annat, minska antalet falska negativ i PSA -tester.

Xiaohu Xia och hans team, inklusive forskare från Louisiana State University och University of Texas i Dallas, har utvecklat en ny katalysator som kan göra laboratorietester som PSA mycket känsligare. Och det kan till och med påskynda reaktioner som neutraliserar giftiga industrikemikalier innan de kommer in i sjöar och vattendrag.

Ett papper om forskningen, "Pd – Ir Core -Shell -nanokuber:En typ av mycket effektiv och mångsidig peroxidasmimik, "publicerades online den 3 september ACS Nano . Förutom Xia, medförfattare är forskarstuderande Jingtuo Zhang, Jiabin Liu och Haihang Ye och grundutbildningen Erin McKenzie från Michigan Tech; Moon J. Kim och Ning Lu från University of Texas i Dallas; och Ye Xu och Kushal Ghale från Louisiana State University. LSU -teamet genomförde teoretiska beräkningar, och UT Dallas-teamet bidrog med högupplösta elektronmikroskopibilder.

Peroxidas efterliknar

Deras nya katalysator efterliknar verkan av liknande biokemikalier som finns i naturen, kallas peroxidaser. "Hos djur och växter, dessa peroxidaser är viktiga - till exempel de blir av med väteperoxid, som är skadligt för organismen, "sa Xia, en biträdande professor i kemi vid Michigan Tech. Inom medicin, peroxidaser har blivit kraftfulla verktyg för att påskynda kemiska reaktioner i diagnostiska tester; ett peroxidas som finns i pepparrotsroten används vanligtvis i PSA -testet.

Dock, dessa naturliga peroxidaser har nackdelar. De kan vara svåra att extrahera och rena. "Och, de är gjorda av protein, som inte är särskilt stabil, "Förklarade Xia." Vid höga temperaturer, De lagar mat, som kött. "

"Dessutom, deras effektivitet är bara rättvist, "tillade han." Vi ville utveckla ett efterliknande peroxidas som var väsentligt effektivare än det naturliga peroxidaset, vilket skulle leda till ett mer känsligt PSA-test. "

Hundra gånger mer känsligt PSA-test

Deras nya katalysator, tillverkad av nanoskala kuber av palladium belagda med några lager iridiumatomer, gör just det. PSA-test Xia-teamet som utfördes med hjälp av palladium-iridiumkatalysatorn var 110 gånger känsligare än tester som slutfördes med det konventionella peroxidaset.

"Efter operationen, det är viktigt att upptäcka en liten mängd prostataantigen, för annars kan du få ett falskt negativt och kanske fördröja behandling för cancer, "sa Xia." Vårt yttersta mål är att ytterligare förfina vårt system för användning i kliniska diagnostiska laboratorier. "

Xia hoppas att hans efterliknande peroxidas en dag kommer att rädda liv genom tidigare upptäckt av cancer och andra sjukdomar. Han planerar också att utforska andra applikationer, inklusive hur den jämförs med pepparrotsperoxidas i andra katalytiska reaktioner:bryter ner giftiga industriavfallsprodukter som fenoler till ofarliga ämnen.

Till sist, laget vill bättre förstå varför dess palladium-iridiumkatalysator fungerar så bra. "Vi vet att iridiumbeläggningen är nyckeln, "Sa Xia." Vi tror att det gör ytan klibbig, så de kemiska reagensen binder till det bättre. "