लार के माध्यम से ग्लूकोज को मापने में सक्षम होने के करीब

गुरुवार, 5 जून, 2014। - संयुक्त राज्य अमेरिका के रोड आइलैंड में ब्राउन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नया बायोचिप सेंसर विकसित किया है जो मानव लार के समान जटिल समाधान में ग्लूकोज सांद्रता को माप सकता है। 'नैनोपोटोनिक्स' में प्रकाशित सफलता महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एक ऐसे उपकरण के डिजाइन को सक्षम कर सकती है जो मधुमेह वाले लोगों को अपने रक्त को आकर्षित किए बिना ग्लूकोज के स्तर को मापने की अनुमति देता है।

नई चिप प्लास्मोनिक इंटरफेरोमेट्री के साथ विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का उपयोग करती है, जो प्रकाश का उपयोग करके यौगिकों के रासायनिक हस्ताक्षर का पता लगाने का एक साधन है। नमूना मात्रा में कुछ हजार अणुओं के बराबर ग्लूकोज सांद्रता में अंतर का पता लगाने के लिए डिवाइस संवेदनशील है।
ब्राउन यूनिवर्सिटी में इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर, शोध निदेशक डोमेनिको पैसिफिक बताते हैं, "हमने लार में ग्लूकोज की विशिष्ट सांद्रता को मापने के लिए आवश्यक संवेदनशीलता का प्रदर्शन किया है, जो आमतौर पर रक्त की तुलना में एक सौ गुना कम होता है।" "अब हम इसे बहुत उच्च विशिष्टता के साथ करने में सक्षम हैं, जिसका अर्थ है कि हम ग्लूकोज को लार के पृष्ठभूमि घटकों से अलग कर सकते हैं, " वे कहते हैं।
बायोचिप चांदी के एक पतली परत के साथ लेपित क्वार्ट्ज के एक वर्ग इंच का एक टुकड़ा होता है। नैनोस्केल चांदी में उत्कीर्ण हजारों इंटरफेरोमीटर हैं, प्रत्येक तरफ 200 नैनोमीटर चौड़े एक स्लॉट के साथ छोटे स्लिट्स। भट्ठा 100 नैनोमीटर चौड़ा है, एक मानव बाल की तुलना में लगभग 1, 000 गुना पतला है।
जब चिप पर प्रकाश चमकता है, तो स्लॉट्स चांदी में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक लहर का कारण बनता है, एक सतह प्लास्मोन पोलरिटॉन, जो स्लॉट में फैलता है। ये तरंगें खांचे से गुजरने वाली प्रकाश के साथ हस्तक्षेप करती हैं और संवेदनशील डिटेक्टर खांचे और खांचे द्वारा उत्पन्न हस्तक्षेप पैटर्न को मापते हैं।
इस तरह, जब चिप पर एक तरल जमा किया जाता है, तो प्रकाश और सतह की प्लास्मन तरंगें तरल के माध्यम से फैलती हैं जो एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं, डिटेक्टरों द्वारा एकत्र किए गए हस्तक्षेप पैटर्न को बदलते हुए, रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है मैं तरल।
खांचे और भट्ठा के केंद्र के बीच की दूरी को समायोजित करके, विशिष्ट यौगिकों या अणुओं के हस्ताक्षरों का पता लगाने के लिए इंटरफेरोमीटर को कैलिब्रेट किया जा सकता है, जिसमें बहुत छोटे नमूना संस्करणों में उच्च संवेदनशीलता होती है।
पहले से ही 2012 में प्रकाशित एक लेख में, ब्राउन की टीम ने दिखाया कि एक बायोचिप में इंटरफेरोमीटर पानी में ग्लूकोज का पता लगा सकता है। हालांकि, मानव लार जैसे जटिल समाधान में ग्लूकोज का चयनात्मक पता लगाना एक और मुद्दा था।
"लारिवा लगभग 99 प्रतिशत पानी है, ताकि 1 प्रतिशत वह है जो समस्याओं को प्रस्तुत करता है, " प्रशांती कहते हैं। "एंजाइम, लवण और अन्य घटक हैं जो सेंसर की प्रतिक्रिया को प्रभावित कर सकते हैं। इस काम के साथ।, हमने अपनी पहचान योजना की विशिष्टता की समस्या को हल किया है ”। इन विशेषज्ञों ने ग्लूकोज के लिए ट्रेस करने योग्य मार्कर बनाने के लिए डाई रसायन का उपयोग किया।
शोधकर्ताओं ने दो एंजाइमों को पेश करने के लिए चिप में माइक्रोफ्लुइडिक चैनल जोड़े, जो बहुत विशिष्ट तरीके से ग्लूकोज के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। पहला एंजाइम, ग्लूकोज ऑक्सीडेज, ग्लूकोज के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक अणु बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, जो दूसरे एंजाइम, हॉर्सरैडिश पेरोक्सीडेज के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो रिसोरूफिन नामक एक अणु उत्पन्न करता है, जो समाधान को रंग देता है और लाल बत्ती को अवशोषित कर सकता है।
फिर, वैज्ञानिकों ने लाल रिसोर्फिन के अणुओं की तलाश के लिए इंटरफेरोमीटर को ट्यून करने में सक्षम थे। "प्रतिक्रिया एक-से-एक तरीके से होती है: एक ग्लूकोज अणु एक रिसोर्फिन अणु उत्पन्न करता है - पैसिफिक कहता है - इसलिए हम समाधान में रिसोर्फिन अणुओं की संख्या की गणना कर सकते हैं और ग्लूकोज अणुओं की संख्या का अनुमान लगा सकते हैं। मूल रूप से समाधान में मौजूद थे। "
टीम ने कृत्रिम रसायन लार, पानी, लवण और एंजाइमों के मिश्रण की खोज करके डाई रसायन और प्लास्मोनिक इंटरफेरोमेट्री के उनके संयोजन का परीक्षण किया जो वास्तविक मानव जैसा दिखता है। इस प्रकार, उन्होंने पाया कि वे बड़ी सटीकता और विशिष्टता के साथ वास्तविक समय में रिसोर्फिन का पता लगा सकते हैं और प्रति सेकंड 10 बार संवेदनशीलता को प्राप्त कर सकते हैं, जो कि इंटरफेरोमीटर द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली संवेदनशीलता का दस गुना ग्लूकोज एकाग्रता में परिवर्तन का पता लगाने में कामयाब रहा।
प्रशांती के अनुसार, काम का अगला चरण वास्तविक मानव लार में विधि का परीक्षण शुरू करना है। अंततः, शोधकर्ताओं को एक छोटा, स्वायत्त उपकरण विकसित करने की उम्मीद है जो मधुमेह रोगियों को अपने ग्लूकोज के स्तर की निगरानी के लिए एक गैर-आक्रामक तरीका दे सकता है। "हम अब इंसुलिन के लिए इस डिवाइस को कैलिब्रेट कर रहे हैं, " प्रशांती ने कहा, जो जोड़ता है कि इसका उपयोग हवा या पानी में या प्रयोगशाला में समय पर सेंसर के क्षेत्र में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए विषाक्त पदार्थों का पता लगाने के लिए भी किया जा सकता है। असली।
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