檢測(cè)疾病和感染的新測(cè)試
貝爾法斯特女王大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種高度創(chuàng)新的新酶生物標(biāo)志物測(cè)試,可以指示疾病和細(xì)菌污染,節(jié)省時(shí)間,金錢和可能的生命。
該測(cè)試由Queen's全球食品安全研究所的科學(xué)家開(kāi)發(fā),可以檢測(cè)人類,動(dòng)物和食品中被稱為蛋白酶的疾病酶標(biāo)記。
蛋白酶對(duì)微生物生長(zhǎng)至關(guān)重要,并且是許多疾病進(jìn)展的原因。
糖尿病腎病患者的尿液中或感染傷口部位的蛋白酶水平可能會(huì)高度升高。同樣,在奶牛中,牛奶中蛋白酶的升高可以揭示牛乳腺炎等一種乳腺炎等疾病。在食品中,由肉類和乳制品中污染的細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白酶可導(dǎo)致酸敗,以及降低保質(zhì)期和質(zhì)量。
目前的蛋白酶檢測(cè)方法成本高,耗時(shí)且并不總是有效的。女王全球食品安全研究所的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種納米傳感器,可以在牛奶和尿液中檢測(cè)敏感,快速和經(jīng)濟(jì)的蛋白酶。
女王的研究員,該研究的合著者Claire McVey博士在主要期刊Nano Research上發(fā)表了這樣的研究,他解釋說(shuō):“這種測(cè)試不僅生產(chǎn)成本低廉,而且可以在任何地方使用,不依賴于實(shí)驗(yàn)室條件。無(wú)需使用在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試是改變生活的方式。除了具有成本效益外,還意味著更快的診斷。“
由Queen的研究人員設(shè)計(jì)的基于金納米粒子的納米傳感器表明蛋白酶何時(shí)通過(guò)可見(jiàn)的顏色變化反應(yīng)存在。金納米粒子因其加速被稱為四甲基聯(lián)苯胺(TMB)的化學(xué)物質(zhì)的氧化能力而眾所周知,通過(guò)鮮艷的藍(lán)色形成可見(jiàn)。
當(dāng)酪蛋白(牛奶中存在的分子)被添加到金納米顆粒中時(shí),它圍繞納米顆粒作為保護(hù)性表面屏障。當(dāng)引入TMB時(shí),酪蛋白防止氧化反應(yīng)意味著沒(méi)有或僅有輕微的顏色變化。
在存在蛋白酶的情況下,它們“吃掉”保護(hù)性酪蛋白屏障,暴露金納米顆粒的表面。在這種情況下,當(dāng)添加TMB時(shí),蛋白酶已經(jīng)除去酪蛋白,意味著快速發(fā)生氧化,導(dǎo)致顏色的快速變化。
該研究的主要學(xué)者Cuong Cao博士說(shuō):“當(dāng)我們將TMB添加到酪蛋白覆蓋的金納米粒子中時(shí),我們幾乎可以立即判斷出溶液是否變成藍(lán)色是否存在蛋白酶。通常這種測(cè)試需要更長(zhǎng)的時(shí)間。”
使用這種方法,可以在90分鐘內(nèi)檢測(cè)到蛋白酶,而無(wú)需復(fù)雜或昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。
此外,制造納米傳感器的“成分”易于獲得且成本低廉。金納米粒子可以大量生產(chǎn),對(duì)儲(chǔ)存要求幾乎沒(méi)有限制,使其成為耐用且廉價(jià)的物質(zhì)。
女王研究人員開(kāi)發(fā)的方法在牛奶和尿液上進(jìn)行了測(cè)試,但它可以適用于許多其他應(yīng)用。
曹博士解釋說(shuō):“使用酪蛋白以外的分子涂覆表面有可能檢測(cè)到其他類型的酶生物標(biāo)記物。例如,用脂質(zhì)涂覆納米粒子可以檢測(cè)脂肪酶,這有助于診斷胰腺炎等疾病。
“在對(duì)該測(cè)試進(jìn)行全面驗(yàn)證后,我們希望探索如何擴(kuò)展應(yīng)用以檢測(cè)??其他疾病或受污染的食物。這種新方法可以在護(hù)理點(diǎn)識(shí)別酶生物標(biāo)記物。它可以改變?nèi)绾螜z測(cè)和診斷酶生物標(biāo)志物的景觀,不僅影響食品安全,而且影響動(dòng)物和人類酶相關(guān)疾病的診斷。這項(xiàng)測(cè)試的潛在范圍是巨大的。
全球食品安全研究所創(chuàng)始人和該研究的共同研究員Elliott教授評(píng)論說(shuō):“快速診斷疾病或污染的能力可以對(duì)如何處理嚴(yán)重問(wèn)題產(chǎn)生巨大影響。超低成本該系統(tǒng)將有助于降低測(cè)試成本,并可能改變發(fā)展中國(guó)家的測(cè)試數(shù)量。“
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