Patenty - oferta nr. 29/14
Nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą białek, w tym ludzkiej albuminy, sposób jego przygotowania i jego zastosowanie
- Opis:
Opracowano i wykonano nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą ludzkiej albuminy z osocza krwi (HSA). Został on wytworzony pod postacią kilkudziesięcionanometrowej grubości warstwy na powierzchni złotej elektrody za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych. Monomery funkcyjne: kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy i p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metyloalaninę zostały kowalencyjnie związane z cząsteczką albuminy przed polimeryzacją. Natomiast 5,5',5''-tris[(2,2'-bitien-5-ylo)metan] pełnił rolę monomeru sieciującego. Tak wytworzona warstwa polimeru służyła jako elelement rozpoznający czujnika elektrochemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania ludzkiej albuminy w moczu i we krwi.
- Twórcy:
Maciej Cieplak, Katarzyna Szwabińska, Chandra Bikram KC, Paweł Borowicz, Krzysztof Noworyta, Francis D'Souza, Włodzimierz Kutner
- Zalety:
- Czujniki elektrochemiczne do oznaczania ludzkiej albuminy z osocza krwi stanowią atrakcyjną alternatywę stosowanych obecnie metod kolometrycznych i fluorescencyjnych oznaczania HSA.
- Polimery wdrukowane molekularnie, stosowane jako elementy rozpoznające czujników chemicznych, charakteryzują się parametrami analitycznymi porównywalnymi do parametrów analitycznych immunosensorów, ale są od nich znacznie trwalsze, a także prostsze w wytwarzaniu i tańsze.
- Czujniki elektrochemiczne, w tym czujniki w których zastosowano polimery wdrukowane molekularnie, charakteryzują się znacznie wyższą czułością, selektywnością i wykrywalnością niż stosowane dotychczas analityczne metody oznaczania ludzkiej albuminy.
- Dzięki zastosowaniu semi-kowalencyjnego wdrukowywania uzyskano ściśle zdefiniowane luki molekularne w polimerze. Zapewniło to wysoką selektywność wytworzonego chemoczujnika.
- Wysoka wykrywalność czujnika umożliwia oznaczanie ludzkiej albuminy w próbkach moczu i krwi.
- Czujnik nie reaguje na substancje małocząsteczkowe występujące w moczu i we krwi, natomiast wykazuje wysoką selektywność względem trzech białek występujących wraz z albuminą.
- Słowa kluczowe:
substancje organiczne, chemia analityczna, chemia nieorganiczna, diagnostyka, toksykologia, czujniki pomiarowe, techniki chemiczne, materiały niebezpieczneczujnik chemiczny, polimer wdrukowany molekularnie, wdrukowanie semi-kowalencyjne, polimer przewo
- Dziedzina:
- Zastosowanie:
Główne zadanie ludzkiej albuminy (HSA) w organizmie ludzkim to transport wielu ważnych substancji pochodzenia zarówno wewnętrznego jak i obcego, w tym hormonów i kwasów tłuszczowych oraz ksenobiotyków, np. leków. Ponadto utrzymuje ona ciśnienie onkotyczne krwi i zapobiega fotochemicznemu rozkładowi kwasu foliowego. Niski poziom HSA w surowicy krwi (hipoalbuminemia) wskazuje na niewydolność wątroby, marskość wątroby i przewlekłe zapalanie wątroby. Oznaczanie stężenia HSA można wykorzystać do wczesnego wykrywania choroby wieńcowej serca i szpiczaka mnogiego. Obecność HSA w umiarkowanym stężeniu, tj. 30 do 300 µg/mL, w moczu sygnalizuje mikroalbuminurię, a w wyższych stężeniach - albuminurię - obie wywołane uszkodzeniem nerek, najczęściej spowodowanym cukrzycą lub nadciśnieniem. Zatem z punktu widzenia analityki klinicznej oznaczanie stężenia HSA w płynach ustrojowych jest niezwykle istotne. Najczęściej HSA jest oznaczana kolorymetrycznie. W tej metodziewy korzystuje się reakcję barwnika - zieleni bromokrezolowej - z albuminą. Metoda ta, mimo że powszechnie stosowana, wykazuje szereg poważnych wad. Jedną, często spotykaną, jest zawyżenie mierzonego stężenia albuminy, ponieważ reakcja HSA z tym barwnikiem nie osiąga stanu równowagi w czasie pomiaru i dla tego w trakcie pomiaru sygnał wciąż rośnie. Ta zależność wielkości sygnału od czasu jest źródłem licznych błędów oznaczeń HSA. Co więcej, zieleń bromokrezolowa również reaguje z innymi białkami obecnymi w badanej próbce. Także spektroskopia fluorescencyjna, stosowana do oznaczania HSA, nie jest w pełni zadowalająca, zwłaszcza pod względem selektywności i stabilności rejestrowanego sygnału detekcji.
Obecne w badanej próbce różne substancje przeszkadzające, w tym inne białka, mogą zakłócać mierzoną emisję. Dopiero całkiem niedawno opracowano, z wykorzystaniem Zieleni Pittsburskiej II, procedurę fluorescencyjnego oznaczania HSA, w której mierzony sygnał był niezmienny w czasie. Co więcej, opracowano immunosensor impedymetryczny, do budowy którego zastosowano przeciwciała anty-HSA osadzone na azotku krzemu. Jednakże czujnik ten wykazywał typowe wady immunosensorów, m.in. wytworzenie czujnika było bardzo skomplikowane i kosztowne. Poza tym przeciwciała anty-HSA są nietrwałe i po pewnym czasie tracą swoje właściwości. Ponadto czujnik ten był czujnikiem jednorazowego użytku. Opracowany w ramach niniejszego zgłoszenia chemoczujnik umożliwia szybkie i selektywne, elektrochemiczne oznaczanie HSA bez konieczności jej znakowania. Jest on łatwy do wykonania, co więcej, jest chemoczujnikiem wielokrotnego użytku. Dlatego opracowany i wykonany przez nas czujnik może znaleźć zastosowanie w analizie klinicznej. Ponadto opracowana metoda semi-kowalencyjnego wdrukowywania HSA ładwo może być zastosowana do wytworzenia chemosensorów do selektywnego oznaczania innych białek.
- Stan zaawansowania:
Etap badania
- Prawa własności intelektualnej:
Patent w Polsce
