Kredit:Angewandte Chemie International Edition
Mänskliga tårvätskor innehåller många proteiner, metaboliter och andra molekyler vars koncentrationer förändras avsevärt med vissa sjukdomar. Ett forskarlag har nu tagit fram ett praktiskt testkit för tårar som kan identifiera patienter med gulsot. Deras framgång är baserad på en hybridsensor som samtidigt tar bort föroreningar från provet. Detta tillvägagångssätt kan ge nya metoder för tidig upptäckt och diagnos baserad på komplexa kroppsvätskor, som teamet rapporterade i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .
En speciell fördel med tårvätskediagnostik är att prover kan tas på ett bekvämt och icke-invasivt sätt. En metod som kallas ytförstärkt Raman-spektroskopi (SERS) är en lämplig kandidat för analys av de erhållna biomolekylerna. Raman-effekten är ett fenomen där ljus träffande material orsakar karakteristiska vibrationer och rotationer av molekylära fragment. Den resulterande förskjutningen i frekvensen av det spridda ljuset ger ett molekylärt "fingeravtryck".
Om analytmolekylerna är i kontakt med en metallyta (hotspots), förstärks Raman-signalerna tillräckligt för att nå den ultrakänslighet som krävs för tårdiagnostik. Att märka analyterna är onödigt. Kompakta Raman-handenheter skulle vara tillgängliga för direkt diagnos i fält. Problemet är att hitta lämpliga SERS-sensorer. Strömsensorer avaktiveras snabbt genom avsättning av rivkomponenter. Finns det något sätt att få detta att fungera utan komplicerad provberedning?
Det finns faktiskt. Ett team ledd av Yun Feng (Peking University Third Hospital), Zhou Yang (University of Science and Technology Beijing) och Tie Wang (Tianjin University of Technology och Chinese Academy of Sciences Beijing), har visat detta med sin nya diagnostik i tändsticksaskstorlek testkit. I dess hjärta ligger en hybridfilm. Ett lager av symmetriskt anordnade nanosfärer av kiseldioxid är belagt med ett visktunt lager av guld, på vilket ett lager av guldnanopartiklar avsätts som fungerar som SERS-hotspots.
Målmolekylerna binder till guldet och hålls fast mot ytan, medan mindre tårkomponenter glider genom mellanrummen mellan nanopartiklarna av kiseldioxid till ett absorberande lager nedanför. Pordiametrarna kan justeras genom att ändra storleken på nanosfärerna för att selektivt separera ut de störande primära komponenterna i tårar (albumin, lysozym, IgG och peroxidas). Filmen, kallad SiO2 @Au@AuNPs, är inklämd mellan två glasstöd och innesluten i ett hölje. En spets sticker ut från enheten för att samla upp tårvätska från ögonvrån. SERS-analysen sker genom ett fönster ovanpå enheten.
Teamet kunde framgångsrikt identifiera patienter med gulsot - en metabolisk störning associerad med lever- och gallblåsasjukdomar. Gallpigmentet bilirubin utsöndras inte ordentligt från kroppen, blir koncentrerat och kan hittas i tårvätska. Bilirubin binder starkt till sensorns guld och kan detekteras med stor känslighet av dess SERS-signal. + Utforska vidare
