2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
स्कोल्टेक शोधकर्ताओं ने एक फ्लोरोसेंट सेंसर का एक प्रोटोटाइप विकसित किया है जो शरीर में कोर्टिसोल की एकाग्रता की लगातार निगरानी करता है। लेखकों के अनुसार, इस तकनीक पर आधारित एक इम्प्लांटेबल सेंसर का उपयोग नैदानिक अभ्यास में किया जा सकता है। काम तलंता पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।
तनाव और चोट के दौरान, अधिवृक्क प्रांतस्था ग्लुकोकोर्तिकोइद हार्मोन का स्राव करती है जो शरीर को प्रतिकूल परिस्थितियों के अनुकूल बनाने में मदद करती है। मनुष्यों में मुख्य तनाव हार्मोन कोर्टिसोल है। चूंकि तनावपूर्ण स्थिति के जवाब में कोर्टिसोल जारी किया जाता है, इसलिए इसका माप तनाव के संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, हार्मोन की मात्रा में बदलाव बीमारी का संकेत हो सकता है।
अब तक, विवो में कोर्टिसोल के स्तर की निरंतर निगरानी के लिए पर्याप्त सटीक और विश्वसनीय तरीके नहीं हैं। मौजूदा प्रयोगशाला विधियां, विशेष रूप से, एंजाइम-लिंक्ड इम्युनोसॉरबेंट परख, विश्वसनीय हैं, लेकिन नमूनों की प्रारंभिक तैयारी की आवश्यकता होती है, जो वास्तविक समय में उनके उपयोग की अनुमति नहीं देते हैं। इसके अलावा, रक्त का नमूना जानवरों और मनुष्यों दोनों के लिए एक तनावपूर्ण प्रक्रिया है, और तनावपूर्ण स्थिति में, कोर्टिसोल की एकाग्रता बढ़ जाती है, और विश्लेषण का परिणाम अविश्वसनीय हो जाता है। इसलिए, रक्त प्रवाह में सीधे कोर्टिसोल की निगरानी के लिए एक इम्प्लांटेबल सेंसर के विकास में महत्व है।
सोफिया एम. सफ़ारियन के नेतृत्व में स्कोल्टेक सेंटर फॉर डिज़ाइन, मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजीज और सामग्री के वैज्ञानिकों ने यूरी वी। कोटेलेवत्सेव के नेतृत्व में स्कोल्टेक जीवविज्ञानी के सहयोग से कोर्टिसोल के मात्रात्मक नियंत्रण के लिए सोने के नैनोकणों का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप इम्यूनोसेंसर विकसित किया। सेंसर एक एंटीबॉडी के साथ एक एंटीजन की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया पर आधारित है।
एक विदेशी पदार्थ - एक एंटीजन के प्रवेश के जवाब में शरीर में एंटीबॉडी का उत्पादन होता है। हालांकि, छोटे आणविक भार वाले पदार्थ प्रतिरक्षा प्रणाली को परेशान नहीं करते हैं। लेकिन प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया तब होती है जब उन्हें प्रोटीन जैसे बड़े अणुओं से जोड़कर भारित किया जाता है। इसलिए, कोर्टिसोल के प्रति एंटीबॉडी प्राप्त करने के लिए, चूहों को प्रोटीन के साथ उनके परिसरों में इंजेक्ट किया गया, फिर उत्पादित एंटीबॉडी को जानवरों के रक्त से अलग किया गया।
सेंसर बनाने के लिए, एक इलेक्ट्रॉन-बीम बाष्पीकरण के साथ कांच के सब्सट्रेट पर सोने के कणों को जमा किया गया था, जिससे उस पर सोने के नैनो द्वीप बन गए। फिर सोने की परत पर एक पदार्थ लगाया गया, जिससे रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करके एंटीबॉडी को जोड़ा गया। उसके बाद, एंटीबॉडी पर एक प्रोटीन और एक फ्लोरोसेंट लेबल के साथ एक परिसर में कोर्टिसोल अणु लगाए गए थे।
वैज्ञानिकों ने कोर्टिसोल की विभिन्न सांद्रता वाले खारा समाधान पर सेंसर के काम का परीक्षण किया है। नमूने में निहित मुक्त कोर्टिसोल एक प्रोटीन और एक फ्लोरोसेंट लेबल के साथ एक परिसर में विस्थापित कोर्टिसोल अणुओं को विस्थापित करता है और स्वयं एंटीबॉडी से बांधता है। जब सभी एंटीबॉडी लेबल वाले कोर्टिसोल कॉम्प्लेक्स द्वारा कब्जा कर लिया गया था, तो फ्लोरोसेंट अणुओं की उत्सर्जन तीव्रता सोने के नैनोकणों के निकट होने के कारण अधिक थी। और मुक्त कोर्टिसोल के प्रतिस्थापन पर, प्रतिदीप्ति कम हो गई, क्योंकि लेबल नैनोकणों से बहुत दूर था जो संकेत को बढ़ाते हैं। नमूनों में तनाव हार्मोन की मात्रा को स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग करके प्रतिदीप्ति तीव्रता द्वारा मापा गया था।
परीक्षणों से पता चला है कि सेंसर बहुत कम मात्रा में कोर्टिसोल - 0.02 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर दर्ज कर सकता है, जो मानव रक्त प्लाज्मा में हार्मोन के सामान्य स्तर से मेल खाता है। सेंसर के निरंतर संचालन के लिए, माप त्रुटियों के बिना एंटीबॉडी के लिए कोर्टिसोल के बंधन की प्रतिवर्तीता महत्वपूर्ण है, जिसे काम में भी प्रदर्शित किया गया है।
भविष्य में, वैज्ञानिक ऑप्टिकल फाइबर के रूप में एक इम्प्लांटेबल सेंसर बनाना चाहते हैं, जिसके अंत में ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर से जुड़ी पतली सुई में अर्धपारगम्य झिल्ली के साथ एक केशिका कोशिका होती है।
"हमें एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के साथ एक प्रत्यारोपण योग्य सेंसर विकसित करने की आवश्यकता है जो कोर्टिसोल जैसे छोटे अणुओं को प्रोटीन और जैविक तरल पदार्थ के अन्य घटकों से अलग करता है: रक्त, लार, अंतरालीय तरल पदार्थ। ग्लूकोज को मापने के लिए इसी तरह के उपकरण पहले से मौजूद हैं। इम्प्लांटेबल सेंसर बनाने के लिए, कई जटिल समस्याओं को हल करना होगा,”लेख के लेखकों में से एक, स्कोल्टेक और उत्तरी टेक्सास विश्वविद्यालय के प्रोफेसर व्लादिमीर ड्रेचेव ने कहा।
कोर्टिसोल को नियंत्रित करना लंबे समय से वैज्ञानिकों और चिकित्सा पेशेवरों के लिए रुचिकर रहा है। कुछ साल पहले, एक पैच जैसा सेंसर बनाया गया था जो पसीने की बूंदों में तनाव हार्मोन के स्तर को मापता है।
