طور علماء في جامعة الأورال الفيدرالية (UrFU) جهاز استشعار جديدًا لتحديد مستويات الكوليسترول في الدم. لا يستخدم الجهاز مركبات بروتينية مثل الإنزيمات. حيث استبدلها الكيميائيون بنظير غير عضوي وهو كلوريد النحاس الذي ساعدهم بعملية إنشاء أجهزة قياس الكوليسترول أرخص في التكلفة. هذا سيؤدي لفحص الدم بطريقة أسهل وأسرع وأكثر سهولة. نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Electroanalytical Chemistry.

 
أوضح أندري أوخوكونين، الأستاذ المساعد بقسم الكيمياء التحليلية بجامعة الأورال الفيدرالية: “يتم حاليًا تحديد نسبة الكوليسترول باستخدام قياس الألوان، والكروماتوغرافيا، والإنزيمات. وعلى الرغم من ذلك، فإن هذه الطرق تستخدم إما كواشف شديدة الخطورة أو معدات مُعقدة ومكلفة أو عناصر تمييزية وحساسة لقياس مستويات الكوليسترول، أو إنزيمات وجزيئات بيولوجية تُستخلص من الكائنات الحية.

وأضاف: “على سبيل المثال، تنتج بعض أنواع البكتيريا إنزيم الكوليسترول أوكسيديز؛ وبما أن الإنزيمات عبارة عن بوليمرات طبيعية وبروتينات فبالتالي هي عرضة لتغيير طبيعتها وتتطلب شروط محددة للتخزين ودرجة حرارة وأنظمة حمضية معينة”.

 قررنا اختيار نظير غير بيولوجي لهذا الإنزيم لجعل عملية تحليل الكوليسترول أرخص تكلفة وأسهل وأسرع.

يعد كلوريد النحاس أحد أكثر الخيارات المتاحة بأسعار معقولة، والذي اكتُشف لأول مرة أنه شديد الحساسية للكوليسترول، حيث يكفي استخدام كمية قليلة من الدم لقياس مستويات الكوليسترول بالجهاز الجديد. تُوضع على شريحة تحليل تحتوي على محلول من كلوريد النحاس في الأسيتونتريل، ثم يُدمج قطب كهربائي في هذه الشريحة، متصل بمحلل قياس الجهد لتزويدك بنتائج التحليل.

وتتميز الشريحة الجديدة لتحليل مستويات الكوليسترول أنها تحتوي على جسيمات نانوية مغناطيسية مع بوليمرات ذات بصمات جزيئية تمتص الكوليسترول بشكل انتقائي وتستبعد أي مواد أخرى مميزة لتكوين الدم.

كما أضاف أندري أوخوكونين أيضًا: “هناك حاجة إلى البوليمرات ذات بصمات جزيئية لفصل الكوليسترول بفعالية عن المواد الأخرى في الدم. وبعد تجربة عدة خيارات، اخترنا إيثيلين جلايكول ثنائي ميثاكريلات كعامل تشابك وفينيل بيريدين كمونومر وظيفي.

ويمتص البوليمير المُخلق الكوليسترول على سطح الجسميات النانوية المغناطيسية بكفاءة مما يضيف انتقائية عالية للتحليل بحيث لا تتداخل أي مواد أخرى”.

تُطبع شريحة موائع جزيئية والتي يتم فيها دمج جميع عناصر الجهاز على طابعة ثلاثية الأبعاد، مما يسهل أيضًا عملية إنتاج الجهاز.

كما لاحظ العلماء أن الاختبار الأول الذي أجروه لم يُطبق على العينات البيولوجية ولكن على حلول نموذجية تحاكي مصل الدم، وستكون المرحلة التالية هي اختبار الجهاز على عينات دم حقيقية.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: مروة حسين أحمد

مراجعة وتدقيق: د. فاتن ضاوي المحنّا

تويتر: @F_D_Almutiri