3 Minuten
Nešiojamas proveržis streso hormono matavime
Naujai sukurtas biosensorius, pagamintas iš kompiuteriu projektuotų baltymų, gali aptikti kortizolį — pagrindinį organizmo streso hormoną — su laboratorine jautrumo kokybe ir paversti tą signalą į matomą šviesos rodmenį, kurį gali užfiksuoti išmaniojo telefono kamera. Kortizolis reguliuoja kraujospūdį, medžiagų apykaitą ir imuninę reakciją, o nenormalūs kortizolio kiekiai siejami su įvairiomis būklėmis — nuo antinksčių sutrikimų iki lėtinio streso ir depresijos. Tikslų kortizolio matavimą padaryti prieinamą galėtų pagerinti šių būklių diagnostiką ir stebėjimą.
Proveržinis biosensorius, paremtas baltymų projektavimu ir išmaniųjų telefonų kameromis, gali pakeisti kortizolio — organizmo streso hormono — matavimo būdą, atnešdamas laboratorinę tikslumą prie taško priežiūros tyrimų. Šaltinis: Shutterstock
Kaip jutiklis veikia: inžineriniai baltymai ir luminiscencinis signalas
Šis jutiklis sukurtas pasitelkiant dirbtinio intelekto valdytą kompiuterinį baltymų projektavimą, kad būtų sukurti nauji baltymai nuo nulio, o ne pertvarkomi natūralūs. Esant kortizoliui mažame kraujo arba šlapimo mėginio kiekyje, du inžineriniai baltymų komponentai priartėja vienas prie kito. Jų artumas sukelia luminiscencinį signalą: kuo ryškesnis spinduliavimas, tuo didesnė kortizolio koncentracija. Recenzuojamas tyrimas leidinyje Journal of the American Chemical Society patvirtino jutiklio veikimą visame fiziologiniame diapazone, svarbiame žmogaus sveikatai.
UC Santa Cruz biomolekulinės inžinerijos asistento profesoriaus Andy Yeh laboratorija daugiausia dirba su dirbtinių baltymų projektavimu. Kreditas: Impact Creative for UC Santa Cruz
Andy Yeh, UC Santa Cruz biomolekulinės inžinerijos asistentas profesorius, parodė, kad įprastos išmaniojo telefono kameros ir paprastos programėlės derinys gali kiekybiškai įvertinti šviesos išeigą ir paversti ją hormono koncentracija. Kadangi rodmenys yra optiniai, metodas panaikina poreikį brangiai laboratorinei įrangai, tuo pačiu išlaikydamas didelį jautrumą ir plačią dinaminę ribą — leidžiančią kiekybiškai registruoti mažus, įprastus ir padidėjusius kortizolio lygius.
Taško priežiūros panaudojimas, privalumai ir ateities perspektyvos
Numatomas testas yra „sumaišyk ir skaityk“ — panašus į daugumos greitųjų antigenų testų naudotojo eigą. Lašelis kraujo arba šlapimo sumaišomas su biosensoriaus tirpalu, paliekamas sureaguoti ir nufotografuojamas telefonu. Programinė įranga interpretuoja šviesos intensyvumą ir spalvą bei pateikia kortizolio reikšmę, tinkamą klinikiniam arba namų stebėjimui. Šis mažos kainos, nešiojamas diagnostikos sprendimas galėtų padėti lėtinių ligų valdymui, streso fiziologijos tyrimams ir vaistų kūrimui, kai reikalingi tikslūs ir dažni hormonų matavimai.
Yeh pažymi: „jutiklio išeiga yra šviesos emisija, taigi iš esmės galite tiesiog nufotografuoti testą savo išmaniuoju telefonu“, pabrėždamas dizaino tinkamumą lauko sąlygoms. Komanda ketina tobulinti įrenginio integraciją, atsparumą skirtingoms matricos sąlygoms ir reguliacinius kelius, siekdama pereiti prie klinikinio diegimo.
Išvados
Kompiuterinis baltymų projektavimas kartu su išmaniųjų telefonų vaizdavimo technologija siūlo praktišką kelią kortizolio tyrimų demokratizavimui. Pateikdamas kiekybinius, laboratorijai prilygstančius rezultatus ties taško priežiūra, šis biosensorius galėtų pakeisti, kaip klinikai ir asmenys stebi su stresu susijusią sveikatą, ir pagreitinti tyrimus sutrikimų, susijusių su kortizolio disbalansu, srityje.
Quelle: scitechdaily
Kommentare