محققان دانشگاه واشنگتن یک حسگر زیستپزشکی را با استفاده از نانومیلههای طلا، برای تشخیص افزایش لیپوکالین وابسته به ژلاتیناز نوتروفیل بعنوان یک زیستنشانگر آسیبهای حاد کلیه ساختهاند.

روش نوینی برای شناسایی پروتئینها و تشخیص نارسایی کلیه
یافتههای محققان دانشگاه واشنگتن تشخیص آسیبهای جدی کلیه را به سادگی از طریق فرو بردن یک کاغذ آزمایش در ادرار میسر کرده است. اِوان کراش و همکارانش در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، یک حسگر زیستپزشکی را با استفاده از نانومیلههای طلا، برای تشخیص افزایش لیپوکالین وابسته به ژلاتیناز نوتروفیل (NGAL) بعنوان یک زیستنشانگر آسیبهای حاد کلیه ساختهاند.
زیستنشانگرها عموما مولکولها یا پروتئینهای کوچکی در بدن هستند که با تغییر غلظت در بدن به بیماری و یا درمان پاسخ میدهند.
کراش معتقد است که این فناوری مبتکرانه بررسی عملکرد کلیه را بصورت بالینی و با هزینه کمتر فراهم میآورد.
برای ساخت این حسگر از روشی به نام زیستحسگری پلاسمونیک استفاده شده است که قادر به شناسایی مقادیر بسیار کم زیستنشانگرهاست. با این حال پادتنهای طبیعی عمر کوتاهی داشته، بسیار گران قیمت بوده و نیازمند زمان طولانی برای ایجاد و بکارگیری هستند. از این رو این محققان پادتنهایی مصنوعی را ابداع نمودهاند.
برای ساخت این زیستحسگر پلاسمونیک از فرآیندی به نام نشانگذاری زیستمولکولی استفاده شده است که شامل متصل کردن پروتئینهای هدف به سطح نانومیلهها و سپس اضافه کردن مولکولهایی کوچک در اطراف پروتئین برای تشکیل دادن یک لایه پلیمری در بیرون از نانومیلههاست. با خارج کردن پروتئینهای هدف حفراتی روی سطح نانومیلهها به جای میماند که همان پادتنهای مصنوعی نام دارند. هنگامیکه نانومیلهها همراه با پادتنهای مصنوعی در تماس با مادهای نظیر ادرار که حاوی پروتئین هدف است قرار میگیرند، حفرات بصورت پازل توسط پروتئین هدف پر میشوند.

پروتئینهای هدف با جدا شدن، حفراتی را در سطح نانومیله بجای میگذارند.
هنگامیکه این نانومیلهی همراه با پادتن مصنوعی در تماس با مادهای نظیر ادرار قرار میگیرد،
پروتئینهای موجود در ادرار به مانند یک پازل جای حفرات را پر میکنند.
با تابش نور به نانومیلههای طلا، الکترونهای فلز تحریکشده و شروع به نوسان میکنند. دو رنگ یا باند موجود در طیف ساتعشده از نانومیله نشان میدهد که کدام بخش از نور تابیده جذب و کدام پراش شده است. زمانیکه مادهای به نانومیله متصل باشد، موقعیت یکی از باندها به مکانی دیگر انتقال یافته و باعث تغییر رنگ خواهد شد که این تغییر نشاندهنده چسبیدن پروتئین زیستنشانگر به نانومیله است. در نتیجه اندازهگیری میزان زیستنشانگر با تغییر رنگ امکانپذیر است.
این محققان در تلاشند تا عملکرد موفقیتآمیز NGAL به عنوان زیستنشانگر را به عنوان مدلی برای جایگزینی پادتنهای طبیعی با پادتنهای مصنوعی سایر پروتئینها بکار گیرند.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجلهی Advanced Functional Materials منتشر کردهاند.