Sensor químico del ` s del PAS de IPC puede detectar rápidamente y efectivo infecciones por hongos

Las Infecciones por hongos son un problema grave en atención sanitaria moderna. Un factor crítico en su tratamiento acertado es tiempo: cuanto más rápidamente se detectan, las infecciones peligrosas pueden ser prevenidas más efectivo. En el Instituto de la Química Física de la Academia de Ciencias Polaca en Varsovia se ha ideado un sensor químico activando el tiempo de detección de hongos de ser acortado de los pares actuales de días apenas a algunos minutos.

Cuando baja a él, casi cada uno de nosotros es una bomba de relojería que recorre para nosotros mismos. Casi mitad de la población -- y prácticamente todos los personales médicos -- son los portadores del hongo de la Candida. Estas levaduras viven en un equilibrio delicado con nuestros organismos, en las membranas mucosas del aparato digestivo y el sistema urogenital así como la piel. Pero cuando se perturba este equilibrio, los hongos comienzan la colonización incontrolada expansiva. En casos extremos, la infección rápidamente que se convierte puede llevar a la muerte de un paciente en apenas algunos días. Mientras Tanto, las pruebas estándar para la presencia de hongos en los fluídos corporales de un paciente tardan actualmente por lo menos docena o así que horas, y los resultados pueden ser positivo falso o falso negativo. En un futuro próximo, los médicos tendrán la ocasión de reaccionar mucho más rápidamente y ciertamente con la terapia antihongos apropiada -- gracias al sensor ideado en el Instituto de la Química Física de la Academia de Ciencias Polaca (PAS de IPC) en Varsovia.

“El elemento más importante de nuestro sensor es una película del polímero que reconoce selectivamente el D-Arabitol. Captura las moléculas del D-Arabitol, una pasta que indica la presencia de hongos. La medición tarda solamente algunos minutos, y el D-Arabitol se detecta con un alto nivel de certeza incluso en presencia de substancias de interferencia con una estructura molecular similar,” dice a Profesor Wlodzimierz Kutner (PAS de IPC).

Se prevee que el número de infecciones por hongos aumente constantemente durante las décadas que vienen. Estas infecciones se convierten determinado con frecuencia en gente con inmunidad empeorada, es decir, en los pacientes (especialmente ésos que reciben terapia o la quimioterapia inmunosupresiva), y los ancianos, cuya parte del porcentaje en la comunidad continúa crecer. El diagnóstico precoz adquiere Apropiadamente un papel dominante aquí, el menos molesto él para el paciente, se realiza más con frecuencia y más rápidamente -- el mejor. Las Levaduras, a diferencia de las bacterias que pueden combate por los antibióticos, son eucariotas, y tan apenas como las células humanas tienen núcleos de célula y desde un punto de vista (bioquímico) molecular, son muy similares. Las Substancias que son dañinas a los hongos por lo tanto crean estrago no sólo entre hongos pero también en las células humanas. Por este motivo, las drogas se deben administrar temprano, cuando el hongo apenas está comenzando su conquista del cuerpo. Lamentablemente, en el escenario inicial del revelado de la enfermedad fungicida, es actualmente raramente posible establecer su causa verdadera.

Una de las etiquetas de plástico de la enfermedad fungicida es arabitol, un alcohol de azúcar simple. Esta pasta ocurre naturalmente en las células mamíferas, donde se produce en dos formularios que sean imágenes de espejo (enantiómeros). En seres humanos sanos estos formularios, conocidos como el D-Arabitol y L-Arabitol, se forman en áspero las mismas cantidades. Sin Embargo, las células de las especies de la Candida producen solamente el D-Arabitol. El aumento relativo en la concentración de este enantiómero en fluídos corporales puede por lo tanto anunciar la infección.

el D-Arabitol se puede detectar en el líquido cerebroespinal (CFS), el plasma, y la orina. Desde el punto de vista diagnóstico, la mejor solución es la medición de su concentración en orina. La prueba es entonces totalmente no invasor y se puede realizar sin ningún riesgo incluso a un bebé recién nacido o a una persona muy enferma.

“El clave -- ¡y significo esto casi literalmente! -- el escenario de la concepción del sensor era construir un polímero con las cavidades moleculares de la dimensión de una variable y de las ubicaciones apropiadas que reconocían selectivamente el D-Arabitol. Es decir tuvimos que inventar y construir un bloqueo molecular, que ajustaría solamente un clave: la molécula del D-Arabitol. La tarea no era fácil, porque el L-Arabitol, el xilitol, y el ribitol son las moléculas que están muy, muy similar el uno al otro,” explica al estudiante Marcin Dabrowski (PAS del Doctorado de IPC).

La película del polímero con las cavidades moleculares que ataban el D-Arabitol fue preparada usando la técnica de impresión molecular. El proceso comenzó disolviendo el D-Arabitol en acetonitrilo. Entonces el ácido bórico etiqueta con el bithiophene, cuyas moléculas limitadas al D-Arabitol particularmente coloca, fue agregado a la solución. El sustituto del bithiophene permiso la polimerización electroquímica de la solución. Una película del polímero que tenía una estructura rígida fue creada así, de la cual toda que era necesario era enjuagar fuera las moléculas del D-Arabitol para obtener una película con las cavidades moleculares de la dimensión de una variable y de las propiedades deseadas.

Las películas del polímero de la detección producidas en el PAS de IPC tienen un espesor del CA 200 nanómetros. Se depositan en los electrodos del oro, o en resonadores de cuarzo. Después de sumergir una muestra recogida de un paciente en la solución, las partículas del D-Arabitol consiguen adheridas en las cavidades moleculares de las películas y dependiendo del método de detección, cambie el flujo de la corriente a través de un transistor del efecto de campo que tiene una entrada conectada con un electrodo o la frecuencia de la resonancia de la oscilación de un resonador piezoeléctrico.

“Cuál es especialmente importante aquí es el hecho de que las cavidades moleculares de nuestro polímero no capturan las moléculas de otras pastas que podrían generar las señales del positivo falso que indicaban engañosamente la presencia de D-Arabitol. La película es casi totalmente “sorda” incluso a otros isómeros del arabitol, incluyendo los que difieran del D-Arabitol solamente por sus propiedades ópticas, las” tensiones Dabrowski.

Los sensores químicos construidos en el PAS de IPC usando la técnica de la impresión molecular tienen construcción simple conveniente para el uso relanzado, y su producción es libre de averías y barata. En el futuro, pueden ser utilizados no sólo en hospitales o las oficinas de los médicos, pero incluso por los pacientes ellos mismos en casa. Quizás un día tales sensores podrán ser instalado en el equipo sanitario típico. Los Análisis se podían entonces realizar en varias ocasiones durante el día y de una manera totalmente no invasor. Uno de los problemas básicos del remedio moderno entonces desaparecería: el de la diagnosis demorada, realizado en el escenario donde, tratado sobre sus síntomas, el paciente mismo se estableció para consultar a un médico.

Fuente: Instituto de la Química Física de la Academia de Ciencias Polaca

Source:

Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences