Nanosensor Cara Baru Untuk Mendeteksi Penyakit dan Infeksi

  20 Feb 2019 21:58:39    Aditya Mahendra

Peneliti dari Queen’s University Belfast berhasil mengembangkan tes biomarker untuk mendeteksi penyakit dan infeksi yang dapat menghemat waktu dan biaya.

Tes biomarker enzim ini dapat mendeteksi penanda enzim protease pada manusia, hewan dan produk makanan.

Protease sangat penting untuk pertumbuhan mikroorganisme dan untuk perkembangan banyak penyakit.

Kadar protease yang tinggi dalam urin pasien mengakibatkan penyakit ginjal diabetik. Demikian pula, pada sapi, peningkatan protease dalam ASI mereka dapat mengungkapkan penyakit seperti bovine mastitis, sejenis infeksi kelenjar susu. Dalam makanan, protease yang dihasilkan oleh bakteri yang terkontaminasi dalam daging dan produk susu dapat menyebabkan ketengikan, serta penurunan umur simpan dan kualitas.

Metode deteksi protease saat ini membutuhkan biaya mahal,waktu yang lama dan tidak selalu efektif. Para ilmuwan di Queen's Institute for Global Food Security telah mengembangkan nanosensor yang telah menghasilkan deteksi protease yang sensitif, cepat, dan efektif dalam susu dan urin.

Claire McVey, peneliti dan penulis bersama Queen pada penelitian yang diterbitkan dalam jurnal terkemuka Nano Research, menjelaskan: "Tidak hanya tes yang murah untuk diproduksi, tetapi dapat digunakan di mana saja dan tidak bergantung pada kondisi laboratorium. Menghilangkan kebutuhan untuk melakukan tes di lingkungan laboratorium adalah perubahan hidup. Selain efektif dari segi biaya, ini berarti diagnosis lebih cepat. "

Nanosensor berbasis emas yang berukuran nano yang dirancang oleh para peneliti Queen menunjukkan kapan protease hadir melalui reaksi perubahan warna yang terlihat. Nanopartikel emas terkenal karena kemampuannya dalam mempercepat oksidasi bahan kimia yang disebut tetramethylbenzidine (TMB), terlihat melalui pembentukan warna biru yang cerah.

Ketika kasein (molekul hadir dalam susu) ditambahkan ke nanopartikel emas, ia mengelilingi nanopartikel yang bertindak sebagai penghalang permukaan pelindung. Ketika TMB diperkenalkan, kasein mencegah reaksi oksidasi yang berarti tidak ada atau hanya sedikit perubahan warna.

Di mana ada protease, mereka 'memakan' pelindung kasein pelindung, memperlihatkan permukaan partikel nano emas. Dalam hal ini, ketika TMB ditambahkan, protease telah menghilangkan kasein yang berarti oksidasi terjadi dengan cepat menyebabkan perubahan warna yang cepat.

Dr. Cuong Cao, pemimpin akademis dalam penelitian ini: "Ketika kita menambahkan TMB ke dalam nanopartikel emas yang tertutup kasein, kita dapat mengetahui secara instan apakah protease hadir dengan apakah larutan berubah menjadi biru atau tidak. Biasanya pengujian seperti itu membutuhkan waktu lebih lama. "

Dengan menggunakan pendekatan ini, protease dapat dideteksi dalam waktu 90 menit tanpa perlu peralatan laboratorium yang rumit atau mahal.

Selain itu, 'bahan' untuk membuat nanosensor sudah tersedia dan berbiaya rendah. Partikel nano emas dapat diproduksi dalam jumlah besar, dengan sedikit pembatasan pada persyaratan penyimpanan, menjadikannya bahan yang tahan lama dan murah.

Pendekatan yang dikembangkan oleh para peneliti Queen diuji pada susu dan urin tetapi bisa diadaptasi untuk sejumlah aplikasi lain.

Cao menjelaskan: "Menggunakan molekul selain kasein untuk melapisi permukaan memiliki potensi untuk mendeteksi jenis biomarker enzim lainnya. Misalnya, pelapisan nanopartikel dengan lipid dapat mendeteksi enzim lipase, yang dapat membantu dalam diagnosis penyakit seperti pankreatitis.

"Setelah validasi penuh dari tes ini, kami ingin mengeksplorasi bagaimana kami dapat memperluas aplikasi untuk mendeteksi sejumlah penyakit lain atau makanan yang terkontaminasi. Pendekatan baru ini akan memungkinkan identifikasi biomarker enzim pada titik perawatan. Ini dapat mengubah lanskap tentang bagaimana biomarker enzim terdeteksi dan didiagnosis, membuat dampak tidak hanya pada keamanan makanan, tetapi pada diagnosis penyakit terkait enzim di antara hewan dan manusia. Cakupan potensial untuk tes ini sangat besar. "

Sumber: Phys