Colesterolo-Immagine: il chip microfluidico, in cui sono integrati tutti gli elementi del sistema, viene stampato su una stampante 3D. Credito: Rodion Narudinov / UrFU
Una nuova tecnologia è meno costosa, più efficiente e più veloce rispetto agli analoghi tradizionali per misurare i livelli di colesterolo.
I ricercatori dell’Università Federale degli Urali (UrFU) hanno creato un nuovissimo dispositivo sensore per misurare i livelli di colesterolo nel sangue. Il sistema non utilizza composti proteici, vale a dire enzimi. Sono stati sostituiti dai chimici con cloruro di rame, un analogo inorganico. Ciò ha reso possibile creare misuratori del colesterolo in modo più economico e migliorare la velocità, la praticità e l’accessibilità delle analisi del sangue.
I risultati dello studio sono stati recentemente pubblicati sul Journal of Electroanalytical Chemistry.
“La determinazione del colesterolo viene attualmente eseguita utilizzando colorimetria, cromatografia ed enzimi. Tuttavia, questi metodi utilizzano o reagenti estremamente aggressivi o apparecchiature complesse e costose, oppure – come elementi di riconoscimento e sensibilità che determinano i livelli di colesterolo – enzimi – molecole biologiche che vengono estratte da organismi viventi. Ad esempio, l’enzima colesterolo ossidasi è prodotto da alcune specie di batteri. Anche gli enzimi sono polimeri naturali, proteine, quindi, sono soggetti a denaturazione e richiedono determinate condizioni di conservazione, temperatura e regimi di acidità. Abbiamo deciso di selezionare un analogo non biologico di questo enzima per rendere il processo di analisi del colesterolo più economico, facile e veloce. Una delle opzioni più convenienti è il cloruro di rame, che per primi abbiamo scoperto essere altamente sensibile al colesterolo”, spiega Andrei Okhokhonin, Professore associato presso il Dipartimento di chimica analitica dell’UrFU.
La nuova tecnologia richiede solo una piccola quantità di sangue per rilevare i livelli di colesterolo. Il sangue viene inserito in un chip di analisi contenente una soluzione di cloruro di rame in acetonitrile. Questo chip include un elettrodo accoppiato a un analizzatore voltammetrico che fornisce i risultati dell’analisi. La capacità del nuovo chip di analizzare i livelli di colesterolo ha anche il vantaggio di includere nanoparticelle magnetiche con polimeri con impronte molecolari che assorbono selettivamente il colesterolo mentre filtrano altre sostanze del sangue che sono importanti per la composizione del sangue.
I polimeri a impronta molecolare sono necessari per separare efficacemente il colesterolo da altre sostanze nel sangue. “Dopo aver provato diverse opzioni, abbiamo scelto il dimetacrilato di glicole etilenico come agente di reticolazione e la vinilpiridina come monomero funzionale. Il polimero sintetizzato sulla superficie delle nanoparticelle magnetiche assorbe efficacemente il colesterolo, quindi possiamo parlare di un’elevata selettività di analisi, poiché nessun’altra sostanza interferisce“, sottolinea Andrei Okhokhonin.
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Il chip microfluidico, in cui sono integrati tutti gli elementi del sistema, è stampato su una stampante 3D, che facilita anche il processo di produzione del dispositivo, rendendolo più veloce. Gli scienziati notano che il primo test che hanno condotto non era su campioni biologici, ma su soluzioni modello che imitano il siero del sangue. La fase successiva del lavoro dei ricercatori è testare il sistema su campioni di sangue reale.
Gli scienziati conducono ricerche da diversi anni per sviluppare sensori privi di enzimi per determinare il numero di sostanze biologicamente importanti, come glucosio, urea, creatinina e altre.
Colesterolo
Il colesterolo totale contenuto nel corpo entro limiti normali è una sostanza importante, senza la quale il corretto funzionamento del corpo è impossibile. In una certa quantità, può essere trovato in tutti i fluidi corporei e nei tessuti. Il colesterolo è un componente obbligatorio delle membrane cellulari, è responsabile dell’ordinamento, della compattezza e della stabilità del biostrato lipidico. Inoltre, è coinvolto nella regolazione della permeabilità delle pareti cellulari, determinando quali molecole possono penetrare nella cellula e quali no.
Il colesterolo nel sangue elevato è un sintomo di una serie di malattie, come l’aterosclerosi, le malattie ereditarie, l’insufficienza renale cronica, la nefroptosi, l’ipertensione, le malattie del fegato e le malattie del pancreas.
