Breaking News

Imunosensor bioluminesen baru menjanjikan pengujian di tempat perawatan secara kuantitatif

Imunosensor bioluminesen baru menjanjikan pengujian di tempat perawatan secara kuantitatif

Imunosensor bercahaya ini diharapkan dapat merevolusi deteksi in situ untuk diagnosis klinis, pemantauan keamanan pangan, dan penilaian lingkungan. Kredit: Institut Sains Tokyo

Imunosensor berbasis nanobody baru telah dikembangkan, dirancang untuk berfungsi secara stabil dalam cairan biologis murni dan dalam kondisi yang keras, lapor peneliti Science Tokyo. Desain inovatifnya memanfaatkan BRET (transfer energi resonansi bioluminesensi) dan menunjukkan potensi besar untuk pengujian di tempat perawatan, pemantauan obat terapeutik, dan aplikasi lingkungan menggunakan perangkat berbasis kertas.

Imunosensor telah menjadi alat yang sangat diperlukan dalam bidang biokimia dan ilmu kedokteran, menyediakan metode yang dapat diandalkan untuk mendeteksi biomolekul tertentu. Mereka bekerja dengan memanfaatkan interaksi antara antibodi dan antigen targetnya, sehingga menjadikannya penting dalam aplikasi seperti diagnostik klinis, pemantauan keamanan pangan, dan penilaian lingkungan.

Seiring meningkatnya permintaan akan metode pengujian yang lebih efektif dan hemat biaya, para peneliti terus berinovasi dalam teknologi imunosensor. Secara khusus, pencarian imunosensor homogen yang menghilangkan langkah-langkah mencuci yang memakan waktu telah menjadi fokus utama.

Kelas imunosensor homogen yang sangat menjanjikan, yang dikenal sebagai Quenchbodies (Q-body), berfungsi dengan memancarkan fluoresensi sebagai respons terhadap pengikatan antigen. Dalam keadaan “mati”, benda Q tetap tidak aktif, tetapi setelah berikatan dengan antigen, benda tersebut mengalami perubahan struktural yang menyebabkan emisi cahaya dengan menghilangkan keadaan mati.

Terlepas dari potensinya, Q-body menghadapi keterbatasan yang signifikan: Q-body tidak dapat bekerja secara efektif dalam cairan biologis yang tidak diencerkan, seperti darah atau susu, dan penyimpanan serta penerapannya pada perangkat paper point-of-care test (POCT) dalam biofluida yang tidak diencerkan atau dalam perangkat yang direduksi. agen untuk penanganan yang aman masih menjadi tantangan.

Dalam konteks ini, tim peneliti dari Tokyo Institute of Science (Jepang) mulai mengembangkan imunosensor baru tanpa batasan tersebut. Dipimpin oleh Associate Professor Tetsuya Kitaguchi, mereka merancang tubuh Q tipe baru yang memanfaatkan kekuatan nanobodi dan deteksi bioluminesensi yang sederhana.

Diterbitkan pada 11 November 2024 di Sensor SCAmiliknya Hal ini diharapkan dapat merevolusi cara penggunaan teknologi imunosensor dalam aplikasi klinis dan lingkungan.

Para peneliti menggabungkan nanobodi dan NanoLuc dengan pewarna fluoresen terkenal, TAMRA. Inti dari desain ini adalah nanobodi: fragmen antibodi kecil dan sangat stabil yang berasal dari unta. Badan nano menawarkan ketahanan yang luar biasa terhadap denaturasi dalam kondisi yang keras, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam POCT.

Selain itu, imunosensor juga mencakup NanoLuc, enzim luciferase yang mengeluarkan ketika bereaksi dengan substratnya. Karena kecerahannya yang luar biasa dan kurang Selain fluoresensi, imunosensor juga menunjukkan harapan besar untuk aplikasi dalam cairan biologis murni, seperti darah atau susu.

Proses kerjanya sebagai berikut: Ketika antigen target berikatan dengan nanobody, terjadi perubahan struktural yang memindahkan pewarna TAMRA menjauh dari nanobody dan menuju enzim NanoLuc. Perubahan ini mengembalikan pendinginan TAMRA dan memfasilitasi transfer energi antara dua molekul, mengubah warna emisi dari biru reaksi yang dikatalisis oleh NanoLuc menjadi merah TAMRA.

Temukan ilmu pengetahuan, teknologi, dan ruang angkasa terkini dengan lebih banyak lagi 100.000 pelanggan yang mengandalkan Phys.org untuk informasi harian. Daftar di kami buletin gratis dan dapatkan pembaruan tentang kemajuan, inovasi, dan penelitian penting.harian atau mingguan.

Rasio intensitas emisi dalam berbagai warna kemudian dikorelasikan dengan konsentrasi antigen target, sehingga memungkinkan penghitungan yang akurat dan sensitif bahkan menggunakan perangkat portabel, termasuk ponsel pintar, untuk mendeteksi sinyal.

Para peneliti menguji desain baru ini melalui serangkaian percobaan.

“Imunosensor yang diusulkan, yang kami sebut BRET nano Q-body, menawarkan termostabilitas dan ketahanan yang unggul dalam pelarut organik, zat pereduksi, dan deterjen karena struktur nanobody yang kuat, dan juga cocok untuk digunakan dalam cairan biologis, seperti susu. serum dan darah utuh, tanpa pengenceran, karena perubahan besar dalam laju emisi yang berasal dari bioluminesensi,” kata Kitaguchi.

Selangkah lebih jauh, tim juga menguji apakah nanobodi BRET memiliki potensi POCT dengan menerapkannya pada perangkat kertas untuk mengukur konsentrasi obat kemoterapi untuk percobaan model.

Kitaguchi berkata: “Perangkat kertas juga berfungsi dengan baik setelah penyimpanan jangka panjang tanpa kontrol suhu, dan dalam cairan biologis serta sampel lingkungan tanpa pengenceran, menjadikannya berguna untuk deteksi di samping tempat tidur, di lapangan, dan di rumah pasien.” kertas itu.” platform yang bersifat transformatif untuk deteksi in situ dalam aplikasi terapeutik, diagnostik, dan lingkungan.”

Secara keseluruhan, penelitian ini menggambarkan bagaimana berbagai alat dan konsep biokimia analitik dapat digabungkan menjadi sebuah teknologi luar biasa, yang dapat meningkatkan kehidupan kita dan membantu kita melestarikan lingkungan.

Informasi lebih lanjut:
Yinghui Yang dkk, BRET Nano Q-Body: imunosensor bioluminesen rasiometrik berbasis nanobody untuk pengujian di tempat perawatan, Sensor SCA (2024). DOI: 10.1021/acssensors.4c01800

Disediakan oleh
Institut Sains Tokyo


Kutipan: Imunosensor bioluminesen baru menjanjikan pengujian di tempat perawatan kuantitatif (2024, 17 Desember) diambil pada 17 Desember 2024 dari https://phys.org/news/2024-12-bioluminescent-immunosensor-quantitative.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Sumber