המכון לחקר קוריאה לתקנים ומדע (קריס, הנשיא לי הו סונג) פיתח פלטפורמה אבחנתית המגבירה את האותות האופטיים הייחודיים של מולקולות ביותר ממאה מיליון פעמים, ומאפשרת גילוי וכימות מדויקים של כמויות עקבות של סמנים ביולוגיים של מחלת אלצהיימר בנוטלי גוף. עם בדיקת נוזל גוף פשוט, הפלטפורמה יכולה לכמת סמנים ביולוגיים מרובים עם רגישות אולטרה-רגישות ואמינות גבוהה, להשלים אבחון מבוסס הדמיה קונבנציונאלי ומאפשר אבחנה מוקדמת ומעקב אחר התקדמות המחלה.
מחלת אלצהיימר היא הפרעה מוחית מובילה בהדרגה בה נוירונים במוח מתדרדרים בהדרגה, מה שגורם לירידה מתקדמת בתפקודים הקוגניטיביים כמו זיכרון והנמקה. היא מהווה בערך 60-70% ממקרי דמנציה ברחבי העולם, וללא תרופה מהותית זמינה כיום, אבחון מוקדם וניהול רציף הם חיוניים.
נכון לעכשיו, מחלת האלצהיימר מאובחנת בעיקר באמצעות אופני הדמיה כמו PET ו- MRI. עם זאת, כל בדיקה יכולה לעלות למעלה ממיליון KRW (בערך 750 דולר) ומחייבת מתקנים מיוחדים. יתר על כן, טכניקות הדמיה אלה יכולות לאתר את המחלה רק לאחר שהיא התקדמה מעבר לשלב מסוים, מה שמקשה על גילוי מוקדם.
בדיקות נוזל גוף פשוטות יותר חסרות עד כה דיוק מספיק, ומונעות מהמשתמשים בהם ככלי אבחון אמינים.
שני פפטידים שנמצאו בבטא המוח-עמילואיד (Aβ) 42 ו- Aβ 40-קשורים קשר הדוק למחלת אלצהיימר. מדידת ריכוזיהם בנוזלי גוף וחישוב יחס Aβ42/Aβ40 מאפשרת הערכה מוקדמת של התקדמות המחלה.
עם זאת, עם ביצועי הגילוי של שיטות Assay (ELISA) המקושרות לאנזים, קשה היה לאתר בו זמנית ומדויק את שני הפפטידים הללו בריכוזים אולטרה-נמוכים שנמצאים בדם, נוזלים מוחיים ונוזלים בגוף אחרים.
קבוצת המטרולוגיה הרפואית בקריס פיתחה פלטפורמת חישה כמותית מרובה-רגישות אולטרה-רגישות המבוססת על ספקטרוסקופיה ראמאן משופרת על פני השטח (SERS), שהיא יותר פי 100,000 רגישה יותר משיטות ELISA קונבנציונאליות ומסוגלת להבחין במדויק ולכימות ביו-סמנים מרובים.
SERS היא טכניקה אנליטית המגבירה מאוד את האותות האופטיים הייחודיים שנוצרו כאשר אור מתקשר עם מולקולות באמצעות מבנים ננו -מתכתיים, ומאפשר גילוי מדויק של כמויות עקבות של מולקולות.
צוות המחקר פיתח חלקיקים ננו-ננו-סוגים מרובי סוגים עם חתך רוחב בצורת חמניות, המסוגל לייצר אותות SERS חזקים ואחידים מחלקיקים בודדים. תכנון זה מתגבר על סוגיית אי אחידות האות הנגרמת על ידי וריאציות במרווח הבין-חלקיקי בננו-חלקיקים זהב כדורי קונבנציונאלי.
על ידי יצירת חלוקה אחידה בצפיפות גבוהה של אתרי שיפור האות הן בפנים וגם על פני כל חלקיק, החלקיקים הננו מייצרים אותות חזקים וניתנים לשחזור מאוד אפילו ברמה של חלקיקים יחידה. כתוצאה מכך, הפלטפורמה משיגה ביצועים כמותיים מצוינים ביחס לריכוז של מולקולות יעד, תוך מאפשרת גילוי סימולטני של יעדים שונים מרובים.
באמצעות חלקיקי ה- SERS המולטיפלקס, כל אחד מהם הקצה מזהה אופטי ייחודי, החוקרים כימותו בהצלחה את רמות האולטרה-מסלול של Aβ42 ו- Aβ40 בריכוזים נמוכים עד 8.7 × 10⁻17 גרם/מ"ל ו- 1.0 × 10⁻15 גרם/מ"ל, בהתאמה. זה מייצג ביצועים מובילים בעולם מבחינת רגישות וגם טווח גילוי דינאמי לניתוח כמותי רב-מצבי.
ניתן לייצר את פלטפורמת החישה שפיתחנו במסה בעלות נמוכה ולהתאים גמישות למגוון רחב של סמנים ביולוגיים.
מעבר למחלת אלצהיימר, היא מחזיקה ברב -גוניות גבוהה ופוטנציאל מסחור חזק לאבחון מוקדם ומהיר במבחנה במבחנה ולמעקב אחר מחלות שונות, כולל סרטן, הפרעות נוירולוגיות ומחלות זיהומיות. "
ד"ר אתה און-אה, מדען המחקר הראשי, קבוצת המטרולוגיה הרפואית של קריס
מחקר זה נתמך על ידי התוכנית הלאומית למועצת המחקר למדע וטכנולוגיה (NST) ותוכנית המחקר הבסיסי של קריס. התוצאות פורסמו באפריל ב- Biosensors & Bioelectronics (גורם השפעה: 10.5), כתב עת בינלאומי מוביל בתחום הכימיה האנליטית.
