Διάγνωση καρκίνου του δέρματος χρησιμοποιώντας έναν ενισχυμένο επιφανειακά αισθητήρα σκέδασης bio-Raman

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Journal of Physical Chemistry γΚαι το Οι ερευνητές επέδειξαν μια προσέγγιση για την ανίχνευση της δραστηριότητας της τυροσινάσης (TYR), ενός σημαντικού βιοδείκτη για τη διάγνωση του μελανώματος, με τη βοήθεια ενός άνευ προηγουμένου μεταδοτικού βιοαισθητήρα σκέδασης Raman.

Stady: Ένας βελτιωμένος επιφανειακά βιοαισθητήρας σκέδασης Raman που βασίζεται σε αυτοσυναρμολογούμενες συστοιχίες νανοράβδων χρυσού για την ταχεία και ευαίσθητη ανίχνευση της τυροσινάσης.. Πίστωση εικόνας: Africa Studio / Shutterstock.com

Ο βελτιωμένος επιφανειακά βιοαισθητήρας σκέδασης Raman, κατασκευασμένος σε γυάλινη πλάκα, αναπτύχθηκε σε συστοιχίες Au nanorod (Au NR) ενεργοποιημένες με ντοπαμίνη (DA) που χρησιμεύουν ως υπόστρωμα σύλληψης και διαμορφωμένο με 4-μερκαπτοφαινυλοβορονικό οξύ (4-MPBA) νανοσωματίδια αργύρου (Ag NPs). ) που σχηματίζει τον αισθητήρα βιοαισθητήρα για βελτιωμένη επιφανειακή σκέδαση Raman. Δεδομένου ότι η ανίχνευση της δραστηριότητας TYR σε βιολογικά δείγματα είναι κρίσιμη για την κλινική διάγνωση του μελανώματος, η προτεινόμενη προσέγγιση με διαφορετικά πλεονεκτήματα ευαισθησίας, μεταδοτικότητας και αναπαραγωγιμότητας θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για τη διάγνωση μελανώματος.

Η τυροσινάση και ο ρόλος της στη σύνθεση μελανίνης

Η τυροσινάση, ένα τρίτο διπυρηνικό είδος που περιέχει χαλκό, παίζει ζωτικό ρόλο στη βιοσύνθεση μελανίνης. Ως αποτέλεσμα, η αναστολή του μπορεί να αποτρέψει την ανάπτυξη πολλών δερματικών διαταραχών. Επίσης, το χαρακτηριστικό ένζυμο της ανθρώπινης μελανογένεσης δείχνει εκτεταμένη καταλυτική ενζυμική δράση in vivo Καταλύει την υδροξυλίωση της L-3,4-διυδροξυφαινυλαλανίνης και την οξείδωση της ντοπαμίνης (DA) σε ντοπακινόνη (DQ). Έτσι, η ανώμαλη έκφραση του TYR μπορεί να προκαλέσει δερματικές παθήσεις όπως το μέλασμα, η λεύκη και η πιο θανατηφόρα εκδήλωση καρκίνου του δέρματος, το μελάνωμα.

Δεδομένου ότι το TYR είναι ένας βασικός βιοδείκτης για τη διάγνωση του μελανώματος, διάφορες μέθοδοι, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροχημικής τεχνικής, της μεθόδου χρωματογραφίας, της υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης και του φθορισμού, έχουν δοκιμαστεί και δοκιμαστεί μέχρι στιγμής για την ανίχνευση του TYR σε βιολογικά δείγματα.

READ  Ο εκπληκτικός σπειροειδής γαλαξίας που φωτογραφήθηκε από το Hubble

Οι εγγενείς περιορισμοί αυτών των τεχνικών, όπως η σχετικά χαμηλή ευαισθησία, η ευαισθησία σε παρεμβολές και ο ακριβός εξοπλισμός, καθιστούν τον βελτιωμένο επιφανειακά βιοαισθητήρα σκέδασης Raman μια εξαιρετικά επιθυμητή εναλλακτική προσέγγιση.

Οι βελτιωμένοι επιφανειακά βιοαισθητήρες σκέδασης Raman χρησιμοποιούν μια ισχυρή, μη καταστροφική και εξαιρετικά ευαίσθητη τεχνολογία ανίχνευσης που χρησιμοποιεί τη μοριακή αλληλεπίδραση μεταξύ μορίων που απορροφώνται σε μεταλλικά νανοεπίπεδα και του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που υπάρχει στην περιοχή συντονισμού.

Η τρέχουσα μελέτη ανέπτυξε έναν φορητό επιφανειακό βιοαισθητήρα σκέδασης Raman για την ανίχνευση της δραστηριότητας του TYR που συντίθεται σε πίνακες Au NR. Η αποτελεσματική ανίχνευση της δραστηριότητας του TYR οδηγεί σε επιτυχή διάγνωση του μελανώματος.

Au NRs και προετοιμασία τους

Για να επιτευχθεί μεγάλη απόδοση σε νανοκλίμακα, εξαιρετική ομοιομορφία και ελάχιστη ποσότητα ακαθαρσιών, τα Au NR παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας μια πιο προηγμένη μέθοδο. Αρχικά, 0,025 mL 10 mM HAuCl4 Το διάλυμα και 0,1 Μ CTAB που περιείχε όγκο 1 ml συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν ένα διάλυμα σπόρου. Μετά από 30 λεπτά ανάδευσης, 0,8 ml προσφάτως παραγόμενου NaBH4 στα 10 mM στο μίγμα.

Το προκύπτον διάλυμα σπόρων παρέμεινε ανέγγιχτο στους 30°C για 2 ώρες. Συνολικά 7 g CTAB και 1,234 g NaOL αναμίχθηκαν σε 250 ml Η.2O στους 50 °C για να παραχθεί το διάλυμα ανάπτυξης. 18 ml AgNO 4 mM3 Το διάλυμα προστίθεται όταν το διάλυμα ψύχεται στους 30°C με συνεχή ανάδευση.

Μετά την προσθήκη 250 mL 1 mM HAuCl4 Και για 90 λεπτά ανάδευσης, το διάλυμα γίνεται σταδιακά από πορτοκαλί σε άχρωμο. Μετά από ανάδευση για 15 λεπτά, προστέθηκαν 2,1 ml διαλύματος HCl 37°C. Το παραπάνω διάλυμα ανάπτυξης αναμίχθηκε για 30 δευτερόλεπτα με 64 mM ΑΑ σε όγκο 1,25 mL πριν εγχυθεί με 0,8 mL μίγμα σπόρων χρυσού, το οποίο στη συνέχεια αφέθηκε σε ηρεμία για 48 ώρες στους 30°C.

READ  Η περιορισμένη προσφορά εμβολίων θα μπορούσε να ματαιώσει τις προσπάθειες του Καναδά για τον περιορισμό της ευλογιάς των πιθήκων

Η μεταφορά και η πίεση σε διεπαφές τριών φάσεων που οδηγούνται από την αλληλεπίδραση Marangoni αποτέλεσαν τη βάση για τη σύνθεση των πινάκων Au NR.

Η επιτυχής σύνθεση των Ag NPs επιτεύχθηκε με τη μέθοδο Lee and Meisel, η οποία περιελάμβανε τη μείωση του AgNO.3 με κιτρικό σε υδατική φάση.

Ανίχνευση TYR σε δείγμα ορού

Τα δείγματα ορού φυγοκεντρήθηκαν πριν από την ανάλυση στις 1000 rpm για 10 λεπτά για τη συλλογή του υπερκειμένου και τη μείωση άλλων ουσιών που θα εμπόδιζαν την ανίχνευση του TYR στο δείγμα, παρεμποδίζοντας έτσι την επιτυχή διάγνωση του μελανώματος.

Στη συνέχεια, ένα φασματόμετρο Raman με διέγερση 785 nm, αντικειμενικός φακός 50Χ και χρόνο έκθεσης 10 δευτερολέπτων χρησιμοποιήθηκε για την εξαγωγή των φασμάτων Raman.

Το διάλυμα TYR αναμίχθηκε με διαφορετικές συγκεντρώσεις αναστολέων και επωάστηκε για 15 λεπτά στους 37 °C για να επιτευχθεί αναστολή. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σκέδασης Raman ενισχυμένης επιφάνειας στο διάλυμα TYR που έχει υποστεί επεξεργασία με αναστολέα, εισάγοντας τον βελτιωμένο επιφανειακά βιοαισθητήρα σκέδασης Raman.

Ο νέος βιοαισθητήρας ανιχνεύει αποτελεσματικά τη δραστηριότητα του TYR

Τα πειραματικά αποτελέσματα της παρούσας εργασίας αποκάλυψαν ότι οι ανακτήσεις ήταν της τάξης του 96,85–98,74% όταν προστέθηκαν γνωστές ποσότητες διαφορετικών συγκεντρώσεων TYR στον ορό.

Η υπό μελέτη μέθοδος εφαρμόστηκε επίσης σε διαλογή αναστολέων TYR και προσδιορίστηκε μια αντιστρόφως αναλογική σχέση στην οποία μια αύξηση στη συγκέντρωση του αναστολέα οδήγησε σε ασθενέστερη δραστηριότητα TYR.

Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο βελτιωμένος επιφανειακά βιοαισθητήρας σκέδασης Raman θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ποσοτική ανάλυση της δραστηριότητας TYR, έναν σημαντικό βιοδείκτη για τη διάγνωση του μελανώματος και για τον έλεγχο των αναστολέων TYR.

READ  Οι ειδικοί προειδοποίησαν ότι η ηλιακή καταιγίδα που φάνηκε να είναι η «Μεγάλη Φωτιά» του 1582 θα μπορούσε να χτυπήσει ξανά τη Γη

συμπέρασμα

Ο σύγχρονος, βελτιωμένος στην επιφάνεια φορητός αισθητήρας σκέδασης Raman που παρουσιάζεται στην παρούσα εργασία κατασκευάστηκε σε γυάλινη διαφάνεια και βασίζεται σε συστοιχίες Au NR.

Αυτή η νέα προσέγγιση για την ανίχνευση της δραστηριότητας του TYR σε βιολογικά δείγματα που απαιτούνται για την προκλινική διάγνωση μελανώματος έχει ανταγωνιστικό πλεονέκτημα έναντι των προδρόμου του λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων του, όπως η ευαισθησία, η μεταδοτικότητα και η αναπαραγωγιμότητα.

Αυτή η τεχνική έχει ένα ευρύ εύρος γραμμικής ανίχνευσης που μπορεί να αξιολογήσει αποτελεσματικά 0,0001 μονάδες/ml δραστηριότητας TYR χωρίς σύνθετη νανοκατασκευή. Η προτεινόμενη μέθοδος εξαλείφει επίσης τη συσσώρευση νανοσωματιδίων και είναι βολική στη δομή, καθιστώντας την την προτιμώμενη επιλογή για τη διάγνωση μελανώματος.

βιβλιογραφικές αναφορές

Minling Li et al. (2022) Ένας βελτιωμένος επιφανειακά βιοαισθητήρας σκέδασης Raman που βασίζεται σε αυτοσυναρμολογούμενες συστοιχίες νανοράβδων χρυσού για την ταχεία και ευαίσθητη ανίχνευση της τυροσινάσης. Journal of Physical Chemistry γ. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.2c03408

Αποποίηση ευθύνης: Οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι αυτές του συγγραφέα που εκφράζονται με την προσωπική του ιδιότητα και δεν αντιπροσωπεύουν απαραίτητα τις απόψεις της AZoM.com Limited T/A Η AZoNetwork είναι ο ιδιοκτήτης και ο χειριστής αυτού του ιστότοπου. Αυτή η αποποίηση ευθύνης αποτελεί μέρος των όρων και προϋποθέσεων χρήσης αυτού του ιστότοπου.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *