Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một thử nghiệm sinh học enzyme mới rất sáng tạo có khả năng chỉ ra các bệnh và ô nhiễm vi khuẩn tiết kiệm thời gian, tiền bạc và có thể cả cuộc sống.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queen’s Belfast đã phát triển một thử nghiệm sinh học enzyme mới rất sáng tạo, có khả năng chỉ ra các bệnh và ô nhiễm vi khuẩn tiết kiệm thời gian, tiền bạc và có thể cả cuộc sống.
Thử nghiệm, được phát triển bởi các nhà khoa học tại Viện An ninh lương thực toàn cầu tại Queen’s, có thể phát hiện các dấu hiệu enzyme của bệnh được gọi là protease ở người, động vật và thực phẩm.
Protease rất quan trọng cho sự phát triển của vi sinh vật và chịu trách nhiệm cho sự tiến triển của nhiều bệnh.
Mức độ protease có thể tăng cao trong nước tiểu của bệnh nhân mắc bệnh thận tiểu đường, hoặc tại các vị trí của vết thương bị nhiễm trùng. Tương tự, ở bò, sự tăng cao của protease trong sữa của chúng có thể tiết lộ các bệnh như viêm vú bò, một loại nhiễm trùng tuyến vú. Trong thực phẩm, các protease được sản xuất bởi vi khuẩn bị ô nhiễm trong thịt và các sản phẩm từ sữa có thể dẫn đến sự ôi thiu, cũng như giảm thời hạn sử dụng và chất lượng.
Các phương pháp phát hiện protease hiện nay rất tốn kém, mất thời gian và không phải lúc nào cũng hiệu quả. Các nhà khoa học tại Viện An ninh lương thực toàn cầu của Queen đã phát triển một máy phát điện nano dẫn đến việc phát hiện protease nhạy cảm, nhanh chóng và hiệu quả về chi phí trong sữa và nước tiểu.
Tiến sĩ Claire McVey, nhà nghiên cứu và đồng tác giả của Queen về nghiên cứu được công bố trên tạp chí hàng đầu Nano Research , giải thích: “Không chỉ là thử nghiệm rẻ tiền để sản xuất, mà nó còn có thể được sử dụng ở bất cứ đâu và không phụ thuộc vào điều kiện phòng thí nghiệm. thực hiện các xét nghiệm trong môi trường phòng thí nghiệm là thay đổi cuộc sống. Cũng như hiệu quả về chi phí, điều đó có nghĩa là chẩn đoán nhanh hơn. “
Các hạt nano dựa trên hạt nano vàng được các nhà nghiên cứu của Queen nghĩ ra khi các protease xuất hiện thông qua phản ứng thay đổi màu có thể nhìn thấy. Các hạt nano vàng nổi tiếng với khả năng tăng tốc độ oxy hóa của một hóa chất gọi là tetramethylbenzidine (TMB), có thể nhìn thấy thông qua sự hình thành màu xanh lam sống động.
Khi casein (một phân tử có trong sữa) được thêm vào các hạt nano vàng, nó bao quanh các hạt nano hoạt động như một hàng rào bảo vệ bề mặt. Khi TMB được giới thiệu, casein ngăn chặn phản ứng oxy hóa có nghĩa là không có hoặc chỉ có một chút thay đổi màu sắc.
Khi có protease, chúng ‘ăn’ hàng rào casein bảo vệ, làm lộ ra bề mặt của các hạt nano vàng. Trong trường hợp này, khi TMB được thêm vào, các protease đã loại bỏ casein có nghĩa là quá trình oxy hóa xảy ra nhanh chóng gây ra sự thay đổi nhanh chóng về màu sắc.
Tiến sĩ Cường Cao, trưởng nhóm nghiên cứu về nghiên cứu: “Khi chúng tôi thêm TMB vào các hạt nano vàng được bao phủ bởi casein, chúng tôi có thể biết hầu như ngay lập tức nếu các protease có mặt hay không bằng cách dung dịch chuyển sang màu xanh.
Sử dụng phương pháp này, protease có thể được phát hiện trong vòng 90 phút mà không cần thiết bị thí nghiệm phức tạp hoặc đắt tiền.
Ngoài ra, ‘thành phần’ để chế tạo máy phát điện nano có sẵn và chi phí thấp. Các hạt nano vàng có thể được sản xuất dồi dào, ít hạn chế về yêu cầu lưu trữ, làm cho nó trở thành một chất bền và rẻ tiền.
Cách tiếp cận được phát triển bởi các nhà nghiên cứu của Nữ hoàng đã được thử nghiệm trên sữa và nước tiểu nhưng nó có thể được điều chỉnh cho một số ứng dụng khác.
Bác sĩ Cao giải thích: “Sử dụng các phân tử khác ngoài casein để phủ lên bề mặt có khả năng phát hiện các loại dấu sinh học enzyme khác. Ví dụ, phủ các hạt nano bằng lipid có thể phát hiện ra enzyme lipase, có thể giúp chẩn đoán các bệnh như viêm tụy .
“Sau khi xác nhận đầy đủ thử nghiệm này, chúng tôi muốn khám phá cách chúng tôi có thể mở rộng ứng dụng để phát hiện một loạt các bệnh hoặc thực phẩm bị ô nhiễm khác. Phương pháp mới này sẽ cho phép xác định các dấu ấn sinh học enzyme tại điểm chăm sóc. Nó có thể thay đổi bối cảnh về cách phát hiện và chẩn đoán enzyme sinh học, ảnh hưởng không chỉ đến an toàn thực phẩm, mà còn chẩn đoán các bệnh liên quan đến enzyme giữa động vật và con người. Phạm vi tiềm năng của xét nghiệm này là rất lớn. “
Giáo sư Elliott, người sáng lập Viện An ninh lương thực toàn cầu và là đồng điều tra viên trong nghiên cứu nhận xét: “Khả năng chẩn đoán bệnh hoặc nhiễm bẩn nhanh chóng có thể có tác động rất lớn đến cách xử lý các vấn đề nghiêm trọng. Chi phí cực thấp hệ thống sẽ giúp giảm chi phí thử nghiệm và có thể chuyển đổi số lượng thử nghiệm được thực hiện ở các nước đang phát triển. “
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Queen’s Belfast . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :