ויטמין B6, שנספג ממגוון רחב של מזונות, מסייע בחיזוק תפקוד מערכת החיסון ומועברים עצביים במוח. אולם חלק מהמטופלים עם מצבים כרוניים כמו סוכרת עשויים לחוות ריכוזים נמוכים של ויטמין B6, מה שמוביל להפחתת תפקוד הבריאות הנפשי והגופני, עם תסמינים אפשריים כולל עצבנות, דיכאון, אנמיה, חוסר תחושה או עווית שרירים. משיכות דם יקרות הן כיום הדרך היחידה לפקח על רמות B6, אך צוות בהובלתו של חואניו "לארי" צ'נג, ג'יימס ל. הנדרסון, ג'וניור פרופסור חבר לזכר המדע ומכניקה הנדסית בפן סטייט, פיתח גישה חדשה ולא פולשנית שיכולה לאפשר פיקוח רציף, אפילו בבית.
החוקרים יצרו פלטפורמת חישה על עור כדי לאתר ויטמין B6 בריכוזי זיעה קטנים, במקום להסתמך על בדיקות מעבדה. החיישן יכול גם לאתר גלוקוז ברגישות גבוהה, מה שמאפשר לחולים עם סוכרת לפקח באופן לא פולשני גלוקוז וויטמין B6 בו זמנית, אמר צ'נג. הצוות פרסם את גישתו ב מרוכבים חלק ב ': הנדסה.
כדי ליצור את הבדיקה הרגישה ביותר לוויטמין B6, הצוות של צ'נג ייצר ננו -קומפוזיטים הנגרמים על ידי לייזר (LIG) – תהליך הכרוך בדגירה של שכבות פחמן דקיקות אטומיות כדי לפתח פיגום חיישנים שעליו הם יכולים לבנות את הרכיבים הפונקציונליים האחרים שמכוונים לסמן הביולוגי של העניין. במחקר זה הם השתמשו בפולימרים מוטבעים מולקולריים (MIPS) כדי למקד לכמות קטנה מאוד של ויטמין B6 הקיימת בזיעה.
MIPs הם פולימרים סינתטיים עם אתרי זיהוי מוגדרים מראש המחקים קולטנים ביולוגיים כמו נוגדנים כדי להיקשר למולקולות למקד, הסביר צ'נג. כאשר הוא מוטבע בנוכחות ויטמין B6, MIPs פועלים כאנזים המלאכותי שנקשר אז באופן סלקטיבי למטרות, כמו ויטמין B6 וגלוקוז, במקרה זה.
צ'נג אמר כי "מכיוון שוויטמין B6 הוא מולקולת עקבות מאוד זמינה בזיעה רק בכמויות קטנות, היינו צריכים לקבוע גישה שונה לגילויו באמצעות אנזים מלאכותי, או MIP". "ה- MIP בפלטפורמת הבדיקה נקשר למולקולת היעד, ומעניק לו תהליך אחד לאחד התאמה לסלקטיביות גבוהה למולקולת היעד, כמו פעוט המתאים לצורה לסדרן צורה."
החוקרים שילבו את ה- MIPS עם בדיקות רדוקס כחולות פרוסיות, חומר המשמש להקל או להצביע על תגובות ולהפטר אות חשמלי בנוכחות מולקולות מסוימות. יחד, בדיקות ה- MIPS וה- REDOX הכחולות הפרוסיות עומדות בבסיס החיישן החדש שפותח, המודד ויטמין B6 בזיעה על ידי איתור שינויים בזרם החשמלי. רמות B6 טיפוסיות בזיעה הן בסביבות 100 ננו -פולריות, ולחיישן יש גבול גילוי של .93 ננומולרי בלבד, שנמצא היטב בטווח הניתן לגילוי.
החוקרים ערכו גם בדיקות בגוף של החיישן לגלוקוז והשיגו גבול גילוי של 93 ננומולרי, שלדברי צ'נג נחשב רגיש מאוד בהשוואה למסכים אחרים שיכולים לאתר גלוקוז בזיעה.
"בגלל הרבגוניות והיכולת ההסתגלות של השימוש ב- MIPS, פלטפורמת החישה היא תכליתית ותפעל גם לאיתור סמנים ביולוגיים אחרים, כמו גלוקוזה", אמר צ'נג. "היינו פשוט משנים את ה- MIP כדי למקד חלבונים אחרים המעניינים, כמו הורמוני רבייה נשיות או חלבונים המעידים על מחלה זיהומית, כמו אלח דם, שאנו מקווים לעשות בשלבי מחקר הבאים."
ניטור ויטמין B6 וויטמינים אחרים יכול להועיל לשיפור בריאות המטופל, הסביר צ'נג, מכיוון שתנודות בוויטמין B6 יכולות להצביע על מערכת חיסון נפגעת.
צ'נג אמר כי "אם נותני שירותי הבריאות מגלים תנודות גדולות של ויטמין B6 בזיעה, זה יכול להצביע על כך שהמטופל יהיה פגיע יותר לתנאי מחלה, במיוחד אם יש להם מצבים כרוניים כמו סוכרת." "ייצור נוגדנים והבריאות המקבילה של מערכת החיסון מסתמכת על מקור קבוע של B6, כך שהמטופלים עשויים לבצע שינויים לפני שהם חולים."
המוסדות הלאומיים לבריאות, קרן המדע הלאומית האמריקאית ופן סטייט תמכו בתרומותיו של צ'נג למחקר זה.
