Sensor químico do ` s do PAS do IPC pode ràpida e eficazmente detectar infecções fungosas

As infecções fungosas são um problema grave em cuidados médicos modernos. Um factor crítico em seu tratamento bem sucedido é tempo: são detectados mais rapidamente, mais eficazmente as infecções perigosas podem ser impedidas. No instituto da química física da academia de ciências polonesa em Varsóvia um sensor químico foi planejado permitindo o momento de detecção dos fungos de ser encurtado dos pares actuais de dias apenas a algumas actas.

Quando lhe vem para baixo, quase cada um de nós é uma bomba-relógio de passeio para nos. Quase metade da população -- e praticamente todos os pessoais médicos -- são os portadores do fungo da candida. Estes fermentos vivem em um balanço delicado com nossos organismos, nas mucosas do tracto digestivo e o sistema urogenital assim como a pele. Mas quando este balanço é perturbado, os fungos começam a caro colonização descontrolada. Em casos extremos, a infecção ràpida tornando-se pode conduzir à morte de um paciente apenas em alguns dias. Entrementes, presentemente, os testes padrão para a presença de fungos em líquidos de corpo de um paciente tomam pelo menos dúzia ou assim que horas, e os resultados podem ser falso positivo ou negativo falso. Em um futuro próximo, os médicos terão a possibilidade reagir muito mais ràpida e certamente com a terapia antifungosa apropriada -- agradecimentos ao sensor planejado no instituto da química física da academia de ciências polonesa (PAS do IPC) em Varsóvia.

“O elemento o mais importante de nosso sensor é um filme do polímero que reconhece selectivamente o D-arabitol. Captura moléculas do D-arabitol, um composto que indica a presença de fungos. A medida toma somente algumas actas, e o D-arabitol é detectado com um alto nível da certeza mesmo na presença das substâncias de interferência com uma estrutura molecular similar,” diz o prof. Wlodzimierz Kutner (PAS do IPC).

O número de infecções fungosas é esperado aumentar firmemente sobre as décadas de vinda. Estas infecções tornam-se particularmente freqüentemente nos povos com imunidade danificada, isto é, nos pacientes (especialmente aqueles que recebem a terapia ou a quimioterapia immunosuppressive), e nas pessoas idosas, cuja a parte da porcentagem na comunidade continua a crescer. O diagnóstico apropriadamente adiantado toma em um papel chave aqui, o menos incômodo ele para o paciente, é realizado mais freqüentemente e mais rapidamente -- o melhor. Os fermentos, ao contrário das bactérias que podem ser combatidas por antibióticos, são eukaryotes, e tão apenas como pilhas humanas têm núcleos de pilha e de um ponto de vista (bioquímico) molecular, são muito similares. As substâncias que são prejudiciais aos fungos criam conseqüentemente dano não somente entre fungos mas igualmente nas pilhas humanas. Por este motivo, as drogas devem ser administradas cedo, quando o fungo apenas está começando sua conquista do corpo. Infelizmente, na fase inicial da revelação da doença fungosa, é actualmente raramente possível estabelecer sua causa verdadeira.

Um dos marcadores da doença fungosa é arabitol, um álcool de açúcar simples. Este composto ocorre naturalmente nas pilhas mamíferas, onde é produzido em dois formulários que são imagens invertidas (enantiomers). Em seres humanos saudáveis estes formulários, conhecidos como o D-arabitol e o L-arabitol, são formados aproximadamente nas mesmas quantidades. Contudo, as pilhas de espécies da candida produzem somente o D-arabitol. O aumento relativo na concentração deste enantiomer em líquidos de corpo pode conseqüentemente anunciar a infecção.

o D-arabitol pode ser detectado no líquido cerebrospinal (CSF), no plasma, e na urina. Do ponto de vista diagnóstico, a melhor solução é a medida de sua concentração na urina. O teste é então completamente não invasor e pode ser executado sem nenhum risco mesmo a um bebê recém-nascido ou a uma pessoa muito doente.

“A chave -- e eu significo este quase literalmente! -- a fase da concepção do sensor era construir um polímero com as cavidades moleculars da forma e dos lugar apropriados que reconhecem selectivamente o D-arabitol. Ou seja nós tivemos que inventar e construir um fechamento molecular, que coubesse somente uma chave: a molécula do D-arabitol. A tarefa não era fácil, porque o L-arabitol, o xylitol, e o ribitol são as moléculas que são muito, muito similar entre si,” explica o aluno de doutoramento Marcin Dabrowski (PAS do IPC).

O filme do polímero com as cavidades moleculars que ligam o D-arabitol foi preparado usando a técnica de impressão molecular. O processo começou dissolvendo o D-arabitol no acetonitrilo. O ácido bórico etiquetado com bithiophene, cujas as moléculas limitadas ao D-arabitol posiciona em particular, foi adicionado então à solução. O substituent do bithiophene permitiu a polimerização electroquímica da solução. Um filme do polímero que tem uma estrutura rígida foi criado assim, de que tudo que era necessário era enxaguar para fora as moléculas do D-arabitol para obter um filme com as cavidades moleculars da forma e das propriedades desejadas.

Os filmes do polímero da detecção produzidos no PAS do IPC têm uma espessura do CA 200 nanômetros. São depositados nos eléctrodos do ouro, ou em ressonadores de quartzo. Após ter imergido uma amostra tomada de um paciente na solução, as partículas do D-arabitol obtêm coladas nas cavidades moleculars dos filmes e segundo o método da detecção, mude o fluxo da corrente através de um transistor do efeito de campo que tem uma porta conectada a um eléctrodo ou à freqüência da ressonância da oscilação de um ressonador piezoeléctrico.

“O que é especialmente importante aqui é o facto de que as cavidades moleculars de nosso polímero não capturam moléculas de outros compostos que poderiam gerar os sinais do falso positivo que indicam enganadora a presença de D-arabitol. O filme é quase completamente “surdo” mesmo a outros isómero do arabitol, incluindo aqueles que diferem do D-arabitol somente por suas propriedades ópticas,” esforços Dabrowski.

Os sensores químicos construídos no PAS do IPC que usa a técnica da impressão molecular têm a construção simples apropriada para o uso repetido, e sua produção é sem problemas e barata. No futuro, podem ser usados não somente nos hospitais ou nos escritórios dos médicos, mas mesmo pelos pacientes eles mesmos em casa. Talvez um dia tais sensores poderão ser instalado no equipamento sanitário típico. As análises podiam então ser realizadas repetidamente durante o dia e em uma maneira completamente não invasora. Um dos problemas básicos da medicina moderna desapareceria então: isso do diagnóstico atrasado, realizado na fase onde, referido sobre seus sintomas, o paciente ele mesmo exps para consultar um médico.

Source:

Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences