Menselijke traanvloeistoffen bevatten veel eiwitten, metabolieten en andere moleculen waarvan de concentraties bij bepaalde ziekten aanzienlijk veranderen. Een onderzoeksteam heeft nu een handige testkit voor tranen ontwikkeld waarmee patiënten met geelzucht kunnen worden geïdentificeerd. Hun succes is gebaseerd op een hybride sensor die tegelijkertijd onzuiverheden uit het monster verwijdert. Deze aanpak zou nieuwe methoden kunnen opleveren voor vroege detectie en diagnose op basis van complexe lichaamsvloeistoffen, zoals het team in het tijdschrift rapporteerde Angewandte Chemie International Edition.

Een bijzonder voordeel van traanvochtdiagnose is dat monsters op een comfortabele en niet-invasieve manier kunnen worden verzameld. Een methode genaamd Surface-Enhanced Raman-spectroscopie (SERS) is een geschikte kandidaat voor de analyse van de verkregen biomoleculen. Het Raman-effect is een fenomeen waarbij licht dat op materialen valt, karakteristieke trillingen en rotaties van moleculaire fragmenten veroorzaakt. De resulterende verschuiving in de frequentie van het verstrooide licht geeft een moleculaire ‘vingerafdruk’.

Als de analytmoleculen in contact komen met a metalen oppervlak (hotspots) worden de Raman-signalen voldoende versterkt om de ultragevoeligheid te bereiken die nodig is voor traandiagnostiek. Het labelen van de analyten is niet nodig. Er zouden compacte Raman-handapparaten beschikbaar zijn voor directe diagnose in het veld. Het probleem zit hem in het vinden van geschikte SERS-sensoren. Stroomsensoren worden snel gedeactiveerd door afzetting van traancomponenten. Is er een manier om dit te laten werken zonder complexe monstervoorbereiding?

In feite is dat zo. Een team onder leiding van Yun Feng (Peking University Third Hospital), Zhou Yang (University of Science and Technology Beijing) en Tie Wang (Tianjin University of Technology en Chinese Academy of Sciences Beijing) heeft dit aangetoond met hun nieuwe diagnostische tests ter grootte van een luciferdoosje. testkit. De kern ervan is een hybride film. Een laag symmetrisch gerangschikte siliciumdioxide-nanobolletjes is bedekt met een fluisterdun laagje goud, waarop een laagje siliciumdioxide is afgezet. gouden nanodeeltjes die fungeren als SERS-hotspots.

De doelmoleculen binden zich aan het goud en worden stevig aan het oppervlak vastgehouden, terwijl kleinere traancomponenten door de openingen tussen de siliciumdioxide-nanodeeltjes naar een absorberende laag eronder glippen. De poriediameters kunnen worden aangepast door de grootte van de nanosferen te veranderen om selectief de verstorende primaire componenten van tranen (albumine, lysozym, IgG en peroxidase) te scheiden. De film, genaamd SiO₂@Au@AuNPs, is ingeklemd tussen twee glazen steunen en ingesloten in een behuizing. Er steekt een punt uit het apparaat om traanvocht uit de ooghoek op te vangen. De SERS-analyse vindt plaats via een venster bovenop het apparaat.

Het team kon met succes patiënten met geelzucht identificeren, een stofwisselingsstoornis die verband houdt met lever- en galblaasziekten. Het galpigment bilirubine wordt niet goed door het lichaam uitgescheiden, raakt geconcentreerd en kan in traanvocht worden aangetroffen. Bilirubine bindt zich sterk aan het goud van de sensor en kan met grote gevoeligheid worden gedetecteerd door het SERS-signaal.