PH-ul salivei, detectat mai ușor cu un nou senzor. La ce folosește invenția?
Chimiștii de la Universitatea Federală Ural, din Rusia, au creat un senzor pentru a determina pH-ul salivei umane.
Acesta este un fluorofor cu emisie puternică și stabilă, care preia cele mai mici fluctuații ale pH-ului în fluidele biologice. Analiza se realizează folosind microdoze de substanță și un spectrometru, în care substanța este iradiată cu o lampă specială.
Datele de pH apar în 5-7 secunde. Primele rezultate ale studiilor comune ale probelor de salivă și ale senzorului, efectuate de grupuri științifice ale Departamentului de Chimie Organică și Biomoleculară și Departamentului de Chimie Analitică, sunt descrise în revista Dyes and Pigments.
Cum funcționează un senzor care detectează pH-ul salivei?
„Senzorii moderni de pH fluorometrici se bazează pe molecule organice mici. De obicei, sunt foarte sensibili și sunt capabili să detecteze analitul dorit în concentrații foarte mici, până la nanoconcentrații”, spune Timofey Moseev, inginer-cercetător la Departamentul de Chimie Organică și Biomoleculară de la UrFU.
„Senzorul nostru se bazează pe un nou compus. Am introdus un fragment fluorurat, iar acest lucru ne-a permis să obținem proprietățile fotofizice și electrochimice de care aveam nevoie”, a continuat el.
O metodă de diagnostic
De ce este analizat pH-ul salivei? Pentru că este o metodă accesibilă și neinvazivă de diagnostic clinic. Cu ajutorul acestei analize, anumite boli gastrointestinale, precum gastrita, ulcerul gastric și duodenita, pot fi detectate într-un stadiu incipient. Nivelul pH-ului salivei afectează și dinții: chiar și o ușoară creștere a acidității salivei poate provoca carii și alte probleme.
Noul compus este rezultatul multor ani de muncă. Cercetătorii au sintetizat și studiat peste 70 de compuși noi începând din 2015, dintre care șase au arătat rezultatele dorite. Unul a fost selectat ca fluorofor și a stat la baza senzorului.
Senzorul s-a dovedit a fi netoxic și ecologic. Pentru a-l crea, chimiștii au folosit o metodă de sinteză atom-economică: nu au fost necesari catalizatori (nichel, cupru, paladiu) sau reactivi suplimentari. În plus, senzorul este solubil în apă, notează Phys.org.
„Chimia verde”
„În metoda clasică de sinteză, două molecule necesită fragmente active care interacționează între ele și astfel se obține un nou compus. Dar principiile „chimiei verzi” impun ca reacțiile să aibă loc fără produse secundare, în solvenți non-toxici (apă), și cu utilizarea minimă a fragmentelor active”, spune Moseyev.
„Dacă se îndepărtează aceste fragmente active, rămâne cea mai simplă legătură carbon-hidrogen din chimia organică. Reacția are loc între cele două. În acest fel se obține o economisire atomică. Deoarece reacția are loc între C-H/C-H, produsele secundare sunt cel mai des apă sau un compus similar. Din sinteză rezultă mai puține produse secundare și produse nocive”, a explicat el.
Senzorul care detectează pH-ul salivei are potențiale aplicații și în alte domenii
Noii chemosenzori obținuți de chimiștii UrFU pot fi folosiți pentru analiza apei (aciditatea, prezența metalelor sau a toxinelor) și ca sonde fluorescente pentru iluminarea proceselor intracelulare. Compusul se acumulează într-o locație specifică a celulei și colorează o anumită parte a acesteia. Totuși această linie de aplicare nu a fost încă explorată.
În general, pe lângă aplicațiile biomedicale, fluoroforii organici obținuți de chimiștii UrFU sunt materiale promițătoare și pentru alte domenii, datorită posibilităților largi de aplicare practică a acestora.
În special, fluoroforii sunt utilizați în electronica moleculară. „Inima” (elementele de lucru) celulelor solare este alcătuită din molecule organice similare. Un alt exemplu sunt ecranele OLED ale computerelor și monitoarelor. De asemenea, se bazează pe o moleculă organică cu anumite proprietăți fotofizice.
Vă recomandăm să citiți și:
China poate produce porci clonați folosind exclusiv roboți. Cum este posibil?
Un medicament pentru diabet a cauzat o scădere în greutate record în studiile clinice
O etichetă QR comestibilă ar putea ajuta la identificarea whisky-ului contrafăcut