3 Minutės
Nešiojamas proveržis streso hormono matavime
Naujai sukurtas biosensorius, pagamintas iš kompiuteriu projektuotų baltymų, gali aptikti kortizolį — pagrindinį organizmo streso hormoną — su laboratoriniu lygiu jautrumu ir versti tą signalą į matomą šviesos rodmenį, kurį gali užfiksuoti išmaniojo telefono kamera. Kortizolis reguliuoja kraujospūdį, metabolizmą ir imuninę atsaką, o nenormalūs kortizolio lygiai siejami su antinksčių sutrikimais, lėtiniu stresu ir depresija. Prieinamesnis tikslus kortizolio matavimas galėtų pagerinti šių būklių diagnozę ir stebėseną.
Revoliucinį biosensorį, kuriam pagrindą suteikia baltyminis dizainas ir išmaniųjų telefonų kameros, gali pakeisti būdą, kaip matuojamas organizmo streso hormonas kortizolis, suteikdamas laboratorinį tikslumą vietiniam tyrimui. Credit: Shutterstock
Kaip veikia jutiklis: inžineriniai baltymai ir šviesą skleidžiantis raportavimas
Šis jutiklis sukurtas naudojant dirbtinio intelekto valdomą kompiuterinį baltymų projektavimą, kad būtų sukonstruoti nauji baltymai nuo nulio, o ne panaudoti natūralius. Kortizoliui esant nedideliame kraujo arba šlapimo mėginyje, du inžineriniai baltymų komponentai susijungia tarpusavyje. Jų artumas sukelia šviesos emisiją: kuo ryškesnė šviesa, tuo didesnė kortizolio koncentracija. Recenzuojamas tyrimas Journal of the American Chemical Society patvirtino jutiklio veikimą per visą fiziologinį diapazoną, svarbų žmogaus sveikatai.
UC Santa Cruz biomolekulinės inžinerijos lektoriaus Andy Yeh laboratorijos tyrimai orientuoti į dirbtinį baltymų dizainą. Credit: Impact Creative for UC Santa Cruz
Andy Yeh, UC Santa Cruz biomolekulinės inžinerijos lektorius, parodė, kad standartinė išmaniojo telefono kamera kartu su paprasta programėle gali kiekybiškai įvertinti šviesos intensyvumą ir paversti jį hormono koncentracija. Kadangi rodmenys yra optiniai, šis metodas pašalina priklausomybę nuo brangios laboratorinės įrangos, išlaikydamas aukštą jautrumą ir platų dinaminį diapazoną — jis gali kiekybiškai perduoti mažus, įprastus ir padidėjusius kortizolio lygius.
Vietinio taikymo galimybės, privalumai ir ateities perspektyvos
Numatomas testas yra „sumaišyk-ir-nuskaityk“ tipo — vartotojo eiga panaši į daugumą greitųjų antigeno testų. Lašas kraujo arba šlapimo sumaišomas su biosensoriaus tirpalu, paliekamas sureaguoti ir nufotografuojamas telefonu. Programinė įranga interpretuoja šviesos intensyvumą ir spalvą, kad pateiktų kortizolio vertę, tinkamą klinikinei arba namų stebėsenai. Šis mažos kainos, nešiojamas diagnostikos sprendimas galėtų paremti lėtinių ligų valdymą, streso fiziologijos tyrimus ir vaistų kūrimą, kur reikalingi tikslūs ir dažni hormono matavimai.
Yeh pažymi, kad „jutiklio išvestis yra šviesos emisijos, tad iš esmės galite tiesiog nufotografuoti testą savo išmaniuoju telefonu“, pabrėždamas dizaino tinkamumą lauko sąlygoms. Komanda ketina toliau tobulinti įrenginio integraciją, atsparumą skirtingiems mėginiams ir reguliavimo procesus, siekdama klinikinio priėmimo.
Išvados
Kompiuterinis baltymų projektavimas kartu su išmaniojo telefono vaizdinimu siūlo praktišką kelią kortizolio testavimo demokratizavimui. Pateikdamas kiekybinius, laboratorijai prilygstančius rezultatus taške prie paciento, šis biosensorius gali pakeisti tai, kaip gydytojai ir vartotojai stebi su stresu susijusią sveikatą, ir paspartinti tyrimus sutrikimams, susijusiems su kortizolio disbalansu.
Šaltinis: scitechdaily
Komentarai