מדי סוכר אינם עוד רק עבור חולי סכרת. תודות לכימאים מאוניברסיטת אילינוי הם יוכלו לשמש כהתקני מדידה פשוטים, ניידים וזולים למספר מולקולות מטרה המצויות בדם, בסרום, במים או במזון.
מדי סוכר אינם עוד רק עבור חולי סכרת. תודות לכימאים מאוניברסיטת אילינוי הם יוכלו לשמש כהתקני מדידה פשוטים, ניידים וזולים למספר מולקולות מטרה המצויות בדם, בסרום, במים או במזון.
“היתרונות של השיטה שלנו הינם ניידות גבוהה, עלות נמוכה, זמינות רחבה וגילוי כמותי של מגוון מטרות עבור אבחון רפואי וניטור סביבתי,” אומר החוקר הראשי. “כל אחד יוכל להשתמש בהתקן שלנו עבור מגוון סוגי איתור של מטרות כימיות שיש לשים לב אליהן בבית ובשדה, כגון חומרי-תזונה ההכרחיים לחיים בריאים, מזהמים במי השתייה או במזון, או לגילוי סמנים למחלות פוטנציאליות.”
מד סוכר הוא אחד מההתקנים הזמינים והנפוצים היחידים המסוגל לאתר באופן כמותי מולקולות מטרה בתמיסה, מאפיין הכרחי לאבחון ואיתור, אולם באופן רגיל הוא מגיב לכימיקל אחד: גלוקוזה. על מנת להשתמש בו לשם איתור מטרה אחרת, החוקרים שילבו בו משפחה של חיישנים מולקולאריים המכונים חיישני דנ”א תפקודיים. חיישנים אלו משתמשים במקטעים קצרים של דנ”א הנקשרים למטרות ספציפיות. מספר חיישני דנ”א ורנ”א כאלו זמינים מסחרית ומשמשים לגילוי מגוון נרחב של מטרות. חיישנים אלו נמצאים במעבדות, אולם שם הם משולבים בציוד מורכב ויקר יותר, אך החוקרים זיהו את הפוטנציאל בשילובם עם מדי סוכר ידניים.
מקטעי הדנ”א, המעוגנים לחלקיקים מגנטיים, קשורים לאנזים אינוורטאז, אנזים האחראי להפיכה של סוכרוז (סוכר שולחני) לגלוקוזה. הבודק מוסיף דגימה של דם, סרום או מים לחיישן הדנ”א התפקודי לשם בדיקת נוכחות של תרופות, סמני מחלות, מזהמים או מולקולות אחרות. כאשר מולקולת המטרה נקשרת לדנ”א, האנזים אינוורטאז משוחרר לתמיסה. לאחר הרחקת החלקיק המגנטי באמצעות מגנט חיצוני, המפלס של הגלוקוזה בדגימה נוסק כתלות בכמות האנזים המשוחרר, כך שהבודק יכול לאחר מכן להפעיל את מד הסוכר על מנת לכמת את מולקולת המטרה בדגימה המקורית.
“השיטה שלנו מרחיבה באופן משמעותי את טווח המטרות שמד הסוכר מסוגל לאתר,” מסביר החוקר הראשי. “ההתקן מספיק פשוט כך שכל אחד יוכל להשתמש בו בבית, ללא עלויות גבוהות וללא זמן המתנה ארוך המחייב ביקור במרפאות או שליחת הדגימות למעבדות המתמחות בכך.”
החוקרים הדגימו את השימוש בדנ”א תפקודי המשולב עם מד סוכר לאיתור קוקאין, סמן המחלה אינטרפרון, והמולקולות אדנוזין ואורניום. השיטה, המורכבת משני שלבים, מסוגלת לאתר כל סוג שהוא של מולקולה שנקשרת לדנ”א או לרנ”א.
בשלב הבא, החוקרים מתעתדים להפוך את השיטה שלהם לעוד יותר פשוטה ולבטל את הצורך הנוכחי של הבודק הנדרש כיום להכניס את הדגימה לחיישן הדנ”א התפקודי ורק אז למד הסוכר. “אנו פועלים עכשיו על איחוד שני ההליכים לכדי שלב אחד על מנת להפוך את ההתקן לפשוט.”
ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Nature Chemistry.
