دستگاهی ارزانتر و سریع‌تر جدید برای اندازه‌گیری کلسترول ابداع شد

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، محققان دانشگاه فدرال اورال (UrFU) یک حسگر کاملاً جدید برای اندازه گیری سطح کلسترول خون ساخته اند. این سیستم از ترکیبات پروتئینی، یعنی آنزیم‌ها استفاده نمی‌کند. آن‌ها توسط شیمیدانان با کلرید مس، یک آنالوگ معدنی جایگزین شدند.

این امر امکان ایجاد کلسترول متر را با قیمت مقرون به صرفه‌تر و بهبود سرعت، راحتی و دسترسی به آزمایش خون را ممکن ساخت. یافته‌های این مطالعه اخیرا در مجله Electroanalytical Chemistry منتشر شده است.

تعیین کلسترول در حال حاضر با استفاده از رنگ سنجی، کروماتوگرافی و آنزیم‌ها انجام می‌شود. با این حال، این روش‌ها یا از معرف‌های بسیار تهاجمی یا تجهیزات پیچیده و گران‌قیمت استفاده می‌کنند، یا - به عنوان عناصر شناسایی و حساس که سطح کلسترول را تعیین می‌کنند - از آنزیم‌ها - مولکول‌های بیولوژیکی که از موجودات زنده استخراج می‌شوند. به عنوان مثال، آنزیم کلسترول اکسیداز توسط برخی از گونه‌های باکتری تولید می‌شود.

او ادامه می‌دهد: همچنین آنزیم‌ها پلیمرها، پروتئین‌های طبیعی هستند، بنابراین مستعد دناتوره شدن هستند و به شرایط نگهداری، دما و رژیم اسیدی خاصی نیاز دارند. ما تصمیم گرفتیم یک آنالوگ غیر بیولوژیکی از این آنزیم را انتخاب کنیم تا فرآیند تجزیه و تحلیل کلسترول ارزان‌تر، آسان‌تر و سریع‌تر شود. آندری اوخوخونین، دانشیار دپارتمان شیمی تحلیلی UrFU توضیح می‌دهد که یکی از مقرون به صرفه‌ترین گزینه‌ها کلرید مس است که برای اولین بار کشف کردیم که نسبت به کلسترول بسیار حساس است.

فناوری جدید فقط به مقدار کمی خون برای تشخیص سطح کلسترول نیاز دارد. خون در یک تراشه آنالیز حاوی محلولی از کلرید مس در استونیتریل قرار می‌گیرد. این تراشه شامل یک الکترود است که به یک آنالایزر ولتامتری متصل شده است که نتایج آنالیز را ارائه می‌دهد.

توانایی تراشه جدید برای تجزیه و تحلیل سطوح کلسترول همچنین دارای مزایایی است که شامل نانوذرات مغناطیسی با پلیمر‌هایی با نقش مولکولی است که به طور انتخابی کلسترول را جذب می‌کند و در عین حال سایر مواد خون را که برای ترکیب خون مهم هستند فیلتر می‌کند.

پلیمر‌های حک شده مولکولی برای جداسازی موثر کلسترول از سایر مواد در خون مورد نیاز است. پس از آزمایش چندین گزینه، اتیلن گلیکول دی متاکریلات را به عنوان عامل اتصال عرضی و وینیل پیریدین را به عنوان مونومر عملکردی انتخاب کردیم. پلیمر سنتز شده روی سطح نانوذرات مغناطیسی به طور موثر کلسترول را جذب می‌کند، بنابراین می‌توان در مورد گزینش پذیری بالا صحبت کرد، زیرا هیچ ماده دیگری دخالت نمی‌کند.

تراشه میکروسیال که تمام عناصر سیستم در آن ادغام شده است، بر روی یک چاپگر سه بعدی چاپ می‌شود که فرآیند تولید دستگاه را نیز تسهیل می‌کند و سرعت آن را افزایش می‌دهد. دانشمندان خاطرنشان می‌کنند که اولین آزمایشی که آن‌ها انجام دادند روی نمونه‌های بیولوژیکی نبود، بلکه روی محلول‌های مدلی بود که سرم خون را تقلید می‌کردند. مرحله بعدی کار محققان آزمایش این سیستم بر روی نمونه‌های خون واقعی است.

دانشمندان چندین سال است که تحقیقاتی را برای ایجاد حسگر‌های بدون آنزیم برای تعیین تعداد مواد مهم بیولوژیکی مانند گلوکز، اوره، کراتینین و ... انجام داده‌اند.

کلسترول

کلسترول تام موجود در بدن در محدوده طبیعی ماده مهمی است که بدون آن عملکرد صحیح بدن غیرممکن است. به مقدار معینی در تمام مایعات و بافت‌های بدن یافت می‌شود. کلسترول جزء اجباری غشای سلولی است و مسئول نظم، فشردگی و پایداری لایه زیستی لیپیدی است. علاوه بر این، در تنظیم نفوذپذیری دیواره‌های سلولی نقش دارد و تعیین می‌کند که کدام مولکول می‌تواند به سلول نفوذ کند و کدام نمی‌تواند.

افزایش کلسترول خون از علائم تعدادی از بیماری‌ها مانند تصلب شرایین، بیماری‌های ارثی، نارسایی مزمن کلیه، نفروپتوز، فشار خون بالا، بیماری‌های کبدی و بیماری‌های پانکراس است.