Sensore chimico del ` s di PASSO DI DANZA di IPC può rapido e efficacemente individuare le micosi

Le micosi sono un problema grave nella sanità moderna. Un fattore critico nel loro riuscito trattamento è tempo: più velocemente sono individuati, più efficacemente le infezioni pericolose possono essere impedite. All'istituto di chimica fisica dell'accademia delle scienze polacca a Varsavia un sensore chimico è stato inventato permettendo al periodo di individuazione dei funghi essere accorciato dalle coppie correnti dei giorni appena ad alcuni minuti.

Quando scende a, quasi ognuno di noi è una bomba a orologeria di camminata per noi stessi. Quasi metà della popolazione -- e praticamente tutto il personale medico -- sono i portafili del fungo del candida. Questi lieviti vivono in un bilanciamento delicato con i nostri organismi, sulle mucose dell'apparato digerente ed il sistema urogenitale come pure l'interfaccia. Ma quando questo bilanciamento è disturbato, i funghi cominciano la colonizzazione incontrollata espansiva. Nei casi estremi, l'infezione rapido di sviluppo può piombo alla morte di un paziente appena in alcuni giorni. Nel frattempo, attualmente, le prove standard per la presenza di funghi in liquidi organici di un paziente richiedono almeno dozzina circa ore ed i risultati possono essere falso positivo o falso negativo. Nell'immediato futuro, i medici avranno la probabilità reagire molto più rapido e certamente con la terapia antifungosa appropriata -- grazie al sensore inventato all'istituto di chimica fisica dell'accademia delle scienze polacca (PASSO DI DANZA di IPC) a Varsavia.

“La maggior parte del elemento importante del nostro sensore è una pellicola del polimero che riconosce selettivamente l'D-arabitolo. Cattura le molecole dell'D-arabitolo, un composto che indica la presenza di funghi. La misura richiede soltanto alcuni minuti e l'D-arabitolo è individuato con un alto livello di certezza anche in presenza delle sostanze di interferenza con una simile struttura molecolare,„ dice prof. Wlodzimierz Kutner (PASSO DI DANZA di IPC).

Il numero delle micosi si pensa che costantemente aumenti durante le decadi venenti. Queste infezioni si sviluppano particolarmente frequentemente nella gente con immunità alterata, cioè, in pazienti (particolarmente quelli che ricevono terapia o chemioterapia immunosopressiva) e negli anziani, di cui l'azione di percentuale nella comunità continua a svilupparsi. La diagnosi precoce giustamente intraprende un ruolo chiave qui, meno l'importuno per il paziente, più frequentemente e più rapidamente è effettuata -- il migliore. I lieviti, a differenza dei batteri che possono essere combattuti dagli antibiotici, sono eucarioti e così appena come le cellule umane hanno nuclei delle cellule e da un punto di vista (biochimico) molecolare, provengono molto simili. Le sostanze che sono nocive ai funghi quindi creano la distruzione non solo fra i funghi ma anche nelle cellule umane. Per questo motivo, le droghe devono essere amministrate presto, quando il fungo sta cominciando appena la sua conquista dell'organismo. Purtroppo, nella fase iniziale dello sviluppo della malattia fungosa, è corrente raramente possibile stabilire la sua causa vera.

Uno degli indicatori della malattia fungosa è arabitolo, un polialcol semplice. Questo composto si presenta naturalmente in cellule di mammiferi, in cui è prodotto in due moduli che sono immagini di specchio (enanziomeri). In esseri umani in buona salute questi moduli, conosciuti come l'D-arabitolo e l'L-arabitolo, sono formati approssimativamente negli stessi importi. Tuttavia, le celle delle specie del candida producono soltanto l'D-arabitolo. L'aumento relativo nella concentrazione di questo enanziomero in liquidi organici può quindi annunziare l'infezione.

l'D-arabitolo può essere individuato in liquido cerebrospinale (CSF), plasma ed urina. Dal punto di vista diagnostico, la migliore soluzione è la misura della sua concentrazione in urina. La prova è poi completamente non invadente e può essere eseguita senza alcun rischio per anche un neonato o una persona molto malata.

“Il tasto -- e significo quasi letteralmente questo! -- la fase di invenzione del sensore era di costruire un polimero con le intercapedini molecolari della forma e delle posizioni appropriate che riconoscono selettivamente l'D-arabitolo. Cioè abbiamo dovuto inventare e costruire un blocco molecolare, che misura soltanto un tasto: la molecola dell'D-arabitolo. Il compito non era l'un l'altro facile, perché l'L-arabitolo, il xilitolo e il ribitol sono molecole che sono molto, molto simile,„ spiega lo studente Marcin Dabrowski (PASSO DI DANZA di PhD di IPC).

La pellicola del polimero con le intercapedini molecolari che legano l'D-arabitolo è stata preparata facendo uso della tecnica di stampa molecolare. Il trattamento ha cominciato dissolvendo l'D-arabitolo in acetonitrile. Poi l'acido borico contrassegnato con bithiophene, di cui le molecole limitate all'D-arabitolo in particolare posiziona, si è aggiunto alla soluzione. Il sostituente del bithiophene ha permesso la polimerizzazione elettrochimica della soluzione. Una pellicola del polimero che ha una struttura rigida è stata creata così, da cui tutta che fosse necessaria era di risciacquare fuori le molecole dell'D-arabitolo per ottenere una pellicola con le intercapedini molecolari della forma e dei beni desiderati.

Le pellicole del polimero di rilevazione prodotte al PASSO DI DANZA di IPC hanno uno spessore dei nanometri di CA 200. Sono depositate sugli elettrodi dell'oro, o sui risuonatori di quarzo. Dopo l'immersione del campione prelevato da un paziente nella soluzione, le particelle dell'D-arabitolo rimangono incastrate nelle intercapedini molecolari delle pellicole e secondo il metodo di rilevazione, cambi il flusso della corrente tramite un transistor di effetto di campo che ha un portone connesso ad un elettrodo o alla frequenza di risonanza di oscillazione di un risuonatore piezoelettrico.

“Che cosa è particolarmente importante qui è il fatto che le intercapedini molecolari del nostro polimero non catturano le molecole di altri composti che potrebbero generare i segnali del falso positivo che indicano ingannevole la presenza di D-arabitolo. La pellicola è quasi completamente “sorda„ anche ad altri isomeri dell'arabitolo, compreso quelli che differiscono dall'D-arabitolo soltanto dai loro beni ottici,„ sforzi Dabrowski.

I sensori chimici costruiti al PASSO DI DANZA di IPC facendo uso della tecnica di stampa molecolare hanno costruzione semplice adatta ad uso ripetuto e la loro produzione è senza difficoltà ed economica. In futuro, può essere usato non solo in ospedali o negli uffici dei medici, ma anche dai pazienti stessi a casa. Il forse un giorno tali sensori potranno essere installato in strumentazione sanitaria tipica. Le analisi hanno potuto poi essere effettuate ripetutamente durante il giorno ed in un modo completamente non invadente. Uno dei problemi di base di medicina moderna poi scomparirebbe: quello della diagnosi in ritardo, effettuato nella fase in cui, responsabile circa i suoi sintomi, il paziente egli stesso ha precisato per consultare un medico.

Source:

Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences