Rilevamento elettrochimico degli analiti nel sangue intero
L’elettrochemiluminescenza (ECL) è l’emissione di luce come risultato di una reazione elettrochimica, che avviene tipicamente all’elettrodo. Il decadimento di uno stato eccitato da una reazione che raggiunge suo stato stabile è accompagnato da un’emissione di luce. Per l’uso nella diagnosi veloce nella clinica o al point-of-care (POC), è necessario aumentare significativamente la sensibilità del rilevamento nel sangue intero. Gli scienziati hanno avviato il progetto ECL NANO-MATERIALS, finanziato dall’UE, per creare sensori ECL con limiti di rilevamento molto bassi da singole molecole all’interno del film di polielettroliti. I punti quantici (quantum dot – QD), nanocristalli costituiti da materiali semiconduttori che presentano fluorescenza, sono stati fra le molecole studiate. I ricercatori hanno sintetizzato QD e li hanno ricoperti con dimetilaminoetanetiolo (DAET). Il ligando DAET agisce come tensioattivo, rendendo il QD solubile in acqua e impedendone il clustering. I QD ricoperti di DAET quindi sono stati incorporati nel polimero Nafion. In genere, le reazioni di scambio del ligando (sostituzione) ad esempio, quelle necessarie per collegare il QD al DAET riduce il rendimento quantico di fluorescenza, una misura di emissione. Infatti, il rendimento quantico per emissione di QD DAET era inferiore al 5 %. Tuttavia, quando i film compositi Nafion/QD DAET sono stati depositati su elettrodi di carbonio vetroso ed è stato usato perossido di idrogeno come co-reagente, il rendimento quantico era in realtà superiore a quello dei film di QD nudo. Esperimenti successivi hanno studiato il quencing di ECL (di emissione) legandolo con molecole biologicamente rilevanti quali il glutatione, il colesterolo, la dopamina e l’omocisteina. Questi hanno confermato le ottime potenzialità dei film compositi Nafion/QD DAET come sensori bioanalitici. L’obiettivo finale della ricerca è stato rilevare gli analiti nel sangue intero utilizzando QD incorporati in biosensori ECL. Il lavoro ha portato alla dimostrazione di biosensori ECL per l’omocisteina e la dopamina con capacità di rilevamento affidabile nelle gamme millimolare e picomolare, rispettivamente. Significativamente, si tratta dei primi biosensori ECL in grado di fornire un rilevamento sensibile delle biomolecole direttamente dal sangue intero senza la necessità di estrarre prima gli analiti. Tutto il lavoro è in preparazione per l’invio a riviste peer-reviewed e un manoscritto è già stato pubblicato. La tecnologia potrebbe avere un impatto fondamentale sulla diagnostica POC e sul miglioramento della salute del paziente, un vantaggio per i cittadini dell’UE e per il sistema sanitario dell’UE.
Parole chiave
Rilevamento di analiti, sangue intero, nanosensore, elettrochemiluminescenza, quantum dot
