تست قند خون ارزانتر با دستگاهی قابل حمل
آزمایشات خون روشهای تشخیصی مهمی هستند، با این آزمایشات می توان غلظت بسیار کمی از پروتئینها سایر مولکولهایی را که در خون در مدت زمان بسیار کوتاهی وجود دارند شناسایی کرده و به این وسیله تصویر کلی از سلامت فرد یا علامتی از وجود یک بیماری خاص را شناسایی نمود.
پروسیجرهای آزمایشگاهی فعلی گران بوده و نیاز به صرف زمان برای دریافت پاسخ دارند. همچنین دستگاهها و امکانات آزمایشگاهی بسیار حجیم و غیرقابل حمل هستند. به همین علت گروهی از محققین دانشگاه Toledo در اوهایو برای رفع تمام موانع فوقالذکر تکنیک ارزان قیمت و قابل حملی را ابداع نمودند که برای شناسایی پروتئین های خاص در نمونه های خونی انسان با اطمینان کامل و با سرعت بسیار زیاد به کار می رود.
شرح این تکنیک خلاقانه در شمارهی ماه سپتامبر مجله ی The Optical Society`s Open-access Journal Biomedical Optics Express منتشر گردید. تکنیک اخیر به شناسایی بسیاری از بیماریها از جمله سرطان و دیابت خیلی قبل از ظهور علایم کلینیکی آن کمک میکند.
شناسایی و اندازه گیری پروتئین های خونی ویژه، تاثیر شگرفی بر تعدادی از کاربردهای تشخیصی پزشکی دارد. به گفته ی دکتر Cameron: این روش سبب کاهش هزینه های سرسام آور ابزارآلات تشخیصی و آزمایشگاهی که برای تشخیص و شناسایی پروتئینهای خون به کار میروند، میگردد. خون حاوی هزاران پروتئین مختلف است. برخی از این پروتئین ها برای مکانیک روزمره ی زندگی حیاتی هستند و عده ای دیگر در پاسخ به برخی از بیماریها در بدن تولید می شوند. درک این که کدام پروتئین مشخصه ی یک بیماری است و وجود آن در نمونهی خونی علامتی برای تشخیص بیماری میباشد،موضوع بسیار مهمی برای درمان موثر بیماری است. برای مثال شناسایی PSA( Prostate-Specific antigen) که در حال حاضر به صورت روتین آزمایش می شود در تشخیص سرطان پروستات و سایر مشکلات پروستات در آقایان به پزشکان کمک میکند.
در این سیستم جدید محققین حقهای از طبیعت قرض گرفتند و از آن به طور مصنوعی برای به وجود آوردن مولکولهایی به نام aptamers برای گیرانداختن پروتئین های آزاد شناور در خون استفاده کردند. آپتامرها به صورت تجاری تولید می شوند و در واقع رشته های کوتاهی از اسیدهای نوکلوئیک هستند. آپتامرها رفتار آنتی بادیهای طبیعی بدن را تقلید می کنند زیرا آنها به یک مولکول خاص و تنها به یک مولکول خاص متصل می شوند. آپتامرهای اختصاصی برای پیدا نمودن ترکیبات هدف از یک مولکول کوچک نظیر دارو یا رنگ گرفته تا مولکولهای پیچیده ی بیولوژیکی نظیر آنزیم ها، پپتیدها و پروتئین ها بکار می روند.
آپتامرها نسبت به آنتی بادیها در آزمایشات کلینیکی مزیت هایی دارند، آنها قادرند در PHهای مختلف ( محیطهای اسیدی و بازی ) و غلظت های مختلف نمکی سالم باقی بمانند. همچنین نسبت به دما مقاومند، به آسانی سنتز شده و از نظر اقتصادی به صرفه هستند.
محققین برای نمایش توانایی این روش، از آپتامر ترومبین و Thrombin-binding استفاده کردند. ترومبین، پروتئینی است که به طور طبیعی در بدن تولید می شود و در تشکیل لخته ی خون نقش مهمی به عهده دارد.
محققین آپتامرها را به یک گیرنده ی سطحی ضمیمه کردند. در این تکنیک از یک اسلاید شیشه ای که با نانوذرات طلا پوشانده شده بود، استفاده نمودند. هنگامیکه نمونه ی خون بروی این سطح قرار می گیرد آپتامر و پروتئین مربوطه اش به یکدیگر چفت می شوند. مرحلهی بعدی تشخیص میزان موفقیت تشکیل این جفتها می باشد. برای شناسایی این زوج ها ( آپتامر + پروتئین مربوطه اش ) از یک تکنیک به نام SPR یا Surface Plasmon Resonance استفاده کردند. سطح Plasmon یک ذره ی مجازی است که بوسیله ی حرکت موجی الکترونها بروی سطح گیرنده بوجود میآید. چنانچه پروتئین مذکور وجود داشته و به آپتامر متصل شده باشد، در این صورت رزونانسی که بروی لایه ی طلا ایجاد شده بود، تغییر خواهد کرد. این تغییر رزنانس بوسیله ی یک تکنیک ساده ی انعکاسی که به یک نمایانگر خطی جفت شده است قابل تشخیص است.
دکتر Cameron میگوید: با مانیتور کردن این وضعیت ما میتوانیم مقدار پروتئین موجود در نمونه را اندازه گیری نماییم، حتی اگر غلظت پروتئین مذکور بسیار پایین باشد. این تکنیک بسیار قوی که در آن یک آپتامر اختصاصی برای شناسایی تقریبا هر پروتئینی وجود دارد انقلابی در وسایل نوری آزمایشگاهی بزرگ و گرانقیمت ایجاد کرده است.
سنسورهای آپتامرها قابلیت دینیچر شدن معکوس و استفاده ی مجدد را دارند. بدین ترتیب آپتامرها می توانند از مولکولهای هدفشان آزاد شده و مجددا استفاده شوند و همین موضوع از آنها یک گیرنده ی بی نقص برای کارهای بیوسنسوری ساخته است. دکتر Cameron میگوید: مزیت استفاده از گیرنده ی سطحی Plasmon اینست که ما می توانیم با مقدار بسیار کم نمونه با حساسیت بالا پاسخ بسیار سریعی را دریافت کنیم. این روش تشخیصی مستقیم پروتئین های خونی، کاربردهای علمی و کلینیکی بسیارزیادی از جمله مانیتورینگ دیابت، تحقیقات دارویی، مانیتورینگ محیط زیست و تشخیص سرطان دارد.
دکتر Cameron میگوید: برای استفاده ی تجاری از این روش در بخش تشخیص پزشکی 3 تا 5 سال زمان برای تاییدیه ی FDA و مراتب اداری لازم است. این زمان البته به محدوده ی کاری این روش بستگی دارد. در حال حاضر ما برای تشخیص و شناسایی آپتامرهای مناسب برای تشخیص گروهی از پروتئین های هدف بروی دیابت و کاربردهای مرتبط با سرطان تحقیق میکنیم.