Похожие статьи
Пандемия COVID-19 ясно показала, что нам нужны более совершенные методы для быстрого выявления опасных патогенов и веществ. Одним из таких соединений, которое регулярно попадает в поле зрения радаров, является липополисахарид (LPS), широко известный как «эндотоксины». Эта молекула, которая содержится во внешней мембране грамотрицательных бактерий, может быть очень вредной для человека. Она может запускать серьезный иммунный ответ, вызывая лихорадку и воспаление. В худших случаях это может привести к органной недостаточности из-за сепсиса.
Удивительно, что для такого повсеместно присутствующего токсина существует очень мало способов эффективного обнаружения присутствия ЛПС. Золотым стандартом для его определения является тест на лизат амебоци-тов limulus (LAL). Поскольку это необходимо делать вручную в чистых лабораторных условиях, процедура может занять несколько часов и к тому же является дорогостоящей. Хотя существуют другие методы определения ЛПС, они тоже отнимают много времени или громоздки. И время, затраченное здесь, иногда может привести к значительным задержкам в принятии решений в больницах и на фармацевтических производственных площадках.
На этом фоне исследовательская группа из Японии впервые разработала новую стратегию быстрого обнаружения ЛПС в растворимых образцах. В своем последнем исследовании, опубликованном онлайн в журнале Analytical Chemistry, команда представляет многообещающую платформу, которая может революционизировать методы скрининга LPS.
Первым автором исследования является Хироши Кимото, аспирант Софийского университета, Япония, и сотрудник отдела технического развития Nomura Micro Science Co., Ltd.
Основным компонентом предлагаемой системы анализа LPS является ратиометрический флуоресцентный хемосенсор под названием Zn-dpa-C2OPy. Это соединение, которое было разработано для избирательного связывания с ЛПС, проявляет интересные флуоресцентные свойства. Когда оно не связывается с ЛПС, образует маленькие сферические пузырьки, которые излучают свет с определенной длиной волны при возбуждении ультрафиолетовыми лучами. Однако в присутствии ЛПС хемосенсор образует сложные агрегаты с токсином в растворе; эти агрегаты структурно отличаются от агрегатов либо хемосенсора, либо только ЛПС.
Комплексные агрегаты хемосенсор-LPS излучают свет с совершенно другой длиной волны при возбуждении ультрафиолетовыми лучами, и их присутствие было дополнительно подтверждено с помощью спектрометрических измерений.
Для достижения высокопроизводительного обнаружения LPS исследователи объединили хемосенсор с системой анализа потока впрыска (FIA) и разработанным самостоятельно двухволновым флуорофотометром. Эта система позволяет легко смешивать интересующий образец жидкости с известным количеством хемосенсора, а затем смесь подается во флуорофотометр, который измеряет изменения флуоресценции в ответ на ЛПС. Основываясь на соотношении интенсивностей флуоресценции, можно оценить концентрацию ЛПС во входном образце. Одним из основных преимуществ этой системы является ее скорость.
“От забора пробы до получения результатов анализа проходит всего одна минута при пропускной способности 36 проб в час, что делает этот метод чрезвычайно быстрым и эффективным”, — отмечает Кимото.
В дополнение к высокой пропускной способности, предлагаемый хемосенсор обладает высокой чувствительностью и стабильностью для количественного определения LPS. Фактически, предел обнаружения хемосенсора составляет 11 МКМ (пикомолярный), что ниже, чем у других известных низкомолекулярных хемосенсоров для обнаружения ЛПС. Это означает, что он может обнаруживать более низкие концентрации ЛПС, чем другие альтернативные методы.
Более того, система анализа на основе хемосенсоров проста и безопасна для животных — другие традиционные методы обнаружения LPS используют ресурсы животных и могут, в свою очередь, нанести вред. Это делает его отличным кандидатом для практического и эффективного тестирования на наличие ЛПС и бактериальных загрязнений в образцах воды, клинических или фармацевтических препаратов на месте оказания медицинской помощи.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
