استفاده از نانوذرات برای تشخیص سریع پروتئاز

محققان انگلیسی دانشگاه کوئین موفق به ارائه آزمون تشخیصی شدند که با استفاده از آن می‌توان بیماری‌های مختلف را شناسایی کرد. در این آزمون امکان تشخیص شناساگر آنزیمی موسوم به پروتئاز وجود دارد و از آن می‌توان تشخیص بیماری انسان، حیوان و بررسی مواد غذایی استفاده کرد. پروتئازها برای رشد میکرواورگانیسم‌ها حیاتی بوده و مسئول گسترش برخی بیماری‌ها هستند.

سطح پروتئازها می‌تواند در ادرار بیماران مبتلا به مشکلات دیابتی که عملکرد کلیه آنها مختل شده، افزایش یابد. همچنین پروتئازها را می‌توان در زخم‌های عفونی‌شده یافت. وجود پروتئاز در شیر گاو نشان از وجود بیماری ماستیت گاو است که یک نوع عفونت گاوی است. در غذا، پروتئاز توسط باکتری‌ها تولید می‌شود که موجب کاهش زمان نگهداری غذا می‌شود.

در حال حاضر از روش‌های ناکارامد برای شناسایی این ماده استفاده می‌شود از این‌رو محققان، نانوحسگری ساختند که می‌تواند با سرعت بالا و حساسیت قابل‌توجه، وجود پروتئاز را در نمونه ادرار یا شیر شناسایی کند.

کلیر مکوی از محققان این پروژه می‌گوید: « این تست نه تنها ارزان است بلکه می‌توان آن را در هر جایی استفاده کرد. نیاز به استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی نیست و به سرعت می‌توان پروتئاز را شناسایی کرد.»

در این نانوحسگر از نانوذرات طلا استفاده شده‌است، زمانی که پروتئاز در نمونه وجود داشته باشد، واکنش شیمیایی موجب تغییر رنگ می‌شود. نانوذرات طلا قابلیت تسریع واکنش اکسیداسیون ماده‌ای به نام تترامتیل‌بنزیدین (TMB) را دارا هستند. زمانی که کازئین، مولکول موجود در شیر، به نانوذرات طلا اضافه می‌شود، نانوذرات را محاصره می‌کند که به‌عنوان لایه محافظ نانوذرات محسوب می‌شود. حال اگر TMB به این ساختار اضافه شود، کازئین مانع از اکسیداسیون و تغییر رنگ می‌شود. درصورت وجود پروتئاز، این ماده لایه محافظ را می‌خورد و سطح نانوذرات موجب اکسیداسیون سریع و در نهایت تغییر رنگ محلول می‌شود.

با این فرآیند می‌توان در مدت 90 دقیقه پروتئاز را شناسایی کرد بدون این که نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی باشد. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Unusual switchable peroxidase-mimicking nanozyme for the determination of proteolytic biomarker  در نشریه Nano Research به چاپ رسیده است.