Menselijke traanvloeistoffen bevatten veel eiwitten, metabolieten en andere moleculen waarvan de concentraties aanzienlijk veranderen bij bepaalde ziekten. Een onderzoeksteam heeft nu een handige testkit ontwikkeld voor tranen die patiënten met geelzucht kan identificeren. Hun succes is gebaseerd op een hybride sensor die tegelijkertijd onzuiverheden uit het monster verwijdert. Deze aanpak zou nieuwe methoden kunnen bieden voor vroege detectie en diagnose op basis van complexe lichaamsvloeistoffen, zoals het team rapporteerde in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition .

Een bijzonder voordeel van traanvochtdiagnose is dat er op een comfortabele en niet-invasieve manier monsters kunnen worden genomen. Een methode genaamd Surface-enhanced Raman-spectroscopie (SERS) is een geschikte kandidaat voor de analyse van de verkregen biomoleculen. Het Raman-effect is een fenomeen waarbij op licht vallende materialen karakteristieke trillingen en rotaties van moleculaire fragmenten veroorzaken. De resulterende verschuiving in de frequentie van het verstrooide licht geeft een moleculaire "vingerafdruk".

Als de analytmoleculen in contact komen met een metalen oppervlak (hotspots), worden de Raman-signalen voldoende versterkt om de ultragevoeligheid te bereiken die nodig is voor traandiagnostiek. Het labelen van de analyten is niet nodig. Er zouden compacte Raman-handapparaten beschikbaar zijn voor directe diagnose in het veld. Het probleem zit hem in het vinden van geschikte SERS-sensoren. Stroomsensoren worden snel gedeactiveerd door afzetting van scheurcomponenten. Is er een manier om dit te laten werken zonder complexe monstervoorbereiding?

In feite is er. Een team onder leiding van Yun Feng (Peking University Third Hospital), Zhou Yang (University of Science and Technology Beijing) en Tie Wang (Tianjin University of Technology en Chinese Academy of Sciences Beijing), heeft dit aangetoond met hun nieuwe diagnostische testkit. In het hart ligt een hybride film. Een laag symmetrisch gerangschikte siliciumdioxide-nanobolletjes is bedekt met een flinterdun laagje goud, waarop een laag gouden nanodeeltjes is afgezet die fungeren als SERS-hotspots.

De doelmoleculen binden zich aan het goud en worden vastgehouden aan het oppervlak, terwijl kleinere traancomponenten door de openingen tussen de siliciumdioxide-nanodeeltjes glippen op een absorberende laag eronder. De poriediameters kunnen worden aangepast door de grootte van de nanosferen te veranderen om selectief de verstorende primaire componenten van tranen (albumine, lysozym, IgG en peroxidase) te scheiden. De film, genaamd SiO₂ @Au@AuNPs, zit ingeklemd tussen twee glazen steunen en ingesloten in een behuizing. Een tip steekt uit het apparaat om traanvocht uit de ooghoek op te vangen. De SERS-analyse vindt plaats via een venster bovenop het apparaat.

Het team was in staat om met succes patiënten met geelzucht te identificeren - een stofwisselingsstoornis die verband houdt met lever- en galblaasaandoeningen. Het galpigment bilirubine wordt niet goed uitgescheiden uit het lichaam, wordt geconcentreerd en kan worden gevonden in traanvocht. Bilirubine bindt sterk aan het goud van de sensor en kan met grote gevoeligheid worden gedetecteerd door zijn SERS-signaal. + Verder verkennen

Wetenschappers observeren longitudinaal plasmonveld in nanoholte op subnanoschaal