פלטפורמת ביו -סנסינג חדשה מספקת הערכה מדורגת כמותית של פגיעה כבד קלה עד קשה

ניטור בזמן אמת אחר סמנים ביולוגיים מרכזיים הוא תנאי קריטי לאבחון מחלות מוקדמות ולטיפול בהתאמה אישית. גילוי מוקדם של ליקוי בתפקודי הכבד נשען במיוחד על מדידה של Alanine Aminotransferase בסרום (ALT). עם זאת, שיטות קונבנציונאליות, כולל מבחנים אלקטרוכימיים, קולורמטיים וקרינה מבוססי פלואורסצנציה, סובלים לעתים קרובות ממורכבות תפעולית, עלות גבוהה ורגישות מוגבלת, מה שהופך אותן לבלתי מספקות לצורך "צרכי זיהוי מהיר, בזמן אמת, בעלות נמוכה" במעקב תוך-ניתוחי קליני או לניהול בריאות ביתי. לפיכך, פיתוח אסטרטגיית זיהוי ALT חדשה, נוחה ורגישה מאוד מחזיקה ערך קליני משמעותי ופוטנציאל יישום.

לאחרונה, צוות המחקר בראשותו של פרופ 'האניאנג לי באוניברסיטת הרבין ההנדסה שילב מיקרו-מיקרו-מיקרו-מיקרו-מיקרו-נוזלי פונקציונלי (LC) עם טכנולוגיית לייזר לוחשת-גאלרי (WGM) להקמת פלטפורמת ביו-סנסינג חדשה בזמן אמת (איור 1), המאפשרת זיהוי רגיש מאוד של ALT.

בניית חיישן מיקרו -ווייט פונקציונלי LC

הצוות הציג חומצה סטארית כמולקולה פונקציונאלית בתוך מיקרו -יכולת LC. המערכת יכולה ליצור תגובה אופטית בולטת לווריאציות pH הנגרמות כתוצאה מהתגובה האנזימטית המפותחת. שינויים ב- pH אלה משנים את תנאי העיגון הממשקיים, תוך מניעה מעברים הפיכים של מולקולות LC בין תצורות רדיאליות לדו קוטביות. האוריינטציה המולקולרית שהתקבלה משתנה ישירות מווסת ישירות את מדד השבירה האפקטיבי של המיקרו -חלל, ובכך גורמת לשינוי אדום מדיד באורך גל תהודה WGM. מנגנון זה מאפשר חישה אופטית בזמן אמת, ללא תוויות של פעילות אנזימטית של ALT.

במבחנה ובגילוי alt in vivo

טווח ההתייחסות הרגיל של ALT הוא בדרך כלל 0-40 U/L, כאשר ספים קריטיים ב- 40, 80 ו- 200 U/L רלוונטיים במיוחד לאבחון פגיעות בכבד מוקדם. תוצאות ניסוי הראו מתאם ליניארי מאוד בין ריכוז ALT (0-240 U/L) לזמן השלמת התגובה, והשיג רגישות של 0.67 S/(U/L). בהתבסס על זמן השלמת התגובה והן על דינמיקת השיא הספקטרלית, הפלטפורמה מאפשרת הערכה מדורגת של קל (40-80 U/L), בינוני (80-200 U/L), ופגיעה קשה (> 200 U/L), ומספקת מסגרת כמותית להערכת תפקודי כבד מעודנת יותר.

כדי לאמת עוד יותר את תחולתן הקלינית של הגישה המוצעת של ALT Biosensing, נערכו בדיקות in vivo באמצעות סרום עכברים. התוצאות הראו הסכמה מצוינת עם ערכות Alt Assay מסחריות, והדגימו עוד יותר את המעשיות והפוטנציאל של הפלטפורמה לתרגום קליני.