پژوهشگران با طراحی ابزاری موفق شدند متابولیت‌های موجود در ادرار را با حساسیت بالا اندازه‌گیری کرده و اقدام به تشخیص دیابت کنند. در این ابزار از فناوری نانوحفره استفاده شده است.
نانوابزاری برای تشخیص دقیق‌تر دیابت از روی آزمایش ادرار
دستکاری یک مفهوم حیاتی در شیمی و علوم زیستی است، به‌ویژه هنگامی که در سطح مولکولی اعمال شود. بسیاری از مولکول‌ها مانند اسیدهای آمینه، پروتئین‌ها، قندها و DNA کایرال هستند یعنی تقارن دارند. به دو تصویر آینه‌ای از یک مولکول کایرال، انانتیومرها یا ایزومرهای نوری گفته می‌شود. جفت انانتیومرها اغلب به‌عنوان راست دست و چپ دست تعیین می‌شوند.
یوئبینگ ژنگ و ویلیام د. هاگورتی از دانشگاه تگزاس در آستین می‌گویند: «غلظت غیرطبیعی مولکول‌های کایرال در انسان با افزایش سن و بیماری‌های مختلف مانند سرطان، دیابت، بیماری کلیوی و بیماری‌های عصبی مشاهده شده است، که نشان‌دهنده پتانسیل استفاده از نشانگرهای زیستی کایرال به‌عنوان شاخص‌های سلامتی برای کاربردهای تشخیصی است. به‌طور خاص، افزایش سطح بسیاری از مولکول‌های متابولیکی نوع D در ادرار ارتباط زیادی با دیابت دارد.»
تغییر ناشی از دیابت در دستکاری متابولیت‌های ادرار به‌طور کامل بررسی نشده است. ایجاد یک رابطه دقیق بین دیابت و دستکاری متابولیت‌ها در ادرار برای بهبود دانش در مورد نقش‌های پاتولوژیک اختلال کایرال، بسیار مهم است و از آن می‌توان برای تولید دستگاه‌های تشخیص طبی استفاده کرد.
هر چند، تعیین سریع دستکاری متابولیت‌های ادرار با دقت بالا بسیار چالش برانگیز است. یک روش جدید که توسط گروه ژنگ توسعه یافته و در ACS Nano گزارش شده است، می‌توان با استفاده از تجمع مولکول‌های زیستی با کمک میکروحباب روی سطح شبه مواد کایرال پلاسمونیک، بر چالش‌های حسگری کایرال متابولیت‌ها غلبه کرد.
در این پروژه، محققان از دو لایه نازک طلا استفاده کردند که روی آن از آرایه‌های نانوحفره‌ای استفاده شده بود. این نانوحفره‌ها برای تولید میکروحباب طراحی شده‌اند.
یائوران لیو از محققان این پروژه می‌گوید: «ما تشخیص کایرال مولکول‌های متابولیک بدون برچسب را در سطح غلظت‌های پیکومولار از طریق تجمع سریع مولکول‌های زیستی روی حسگرهای کایرال پلاسمونیک انجام دادیم. در این پروژه نشان دادیم که حساسیت روش ما ۱۰ میلیون برابر بیشتر نسبت به حسگرهای کایرال پلاسمونیک پیشرفته است.»
این تیم نشان می‌دهد این فناوری دقت تشخیصی ۸۴ درصد را امکان‌پذیر می‌کند، که در مقایسه با ۷۲ درصد آزمایش‌های معمول گلوکز روی نمونه‌های ادرار بالینی، پیشرفتی بزرگ است.
لیو خاطرنشان می‌کند که روش‌های معمول کایروپتیکال محدودیت‌های متعددی نظیر مصرف زیاد نمونه و حساسیت مولار کم برای مولکول‌های متابولیک با جرم مولکولی فوق‌العاده کوچک و همچنین برهم‌کنش کم ماده و نور را داشته و این موضوع مانع کاربردهای آن‌ها در تشخیص ردیابی متابولیت‌های کایرال در ادرار می‌شود.
