لم تعد أجهزة قياس السكر مخصصة لمرضى السكر فقط. وبفضل الكيميائيين من جامعة إلينوي، يمكن استخدامها كأجهزة قياس بسيطة ومحمولة ورخيصة للعديد من الجزيئات المستهدفة الموجودة في الدم أو المصل أو الماء أو الطعام.
لم تعد أجهزة قياس السكر مخصصة لمرضى السكر فقط. وبفضل الكيميائيين من جامعة إلينوي، يمكن استخدامها كأجهزة قياس بسيطة ومحمولة ورخيصة للعديد من الجزيئات المستهدفة الموجودة في الدم أو المصل أو الماء أو الطعام.
يقول الباحث الرئيسي: "تتمثل مزايا طريقتنا في سهولة النقل العالية والتكلفة المنخفضة والتوافر الواسع والكشف الكمي لمجموعة متنوعة من الأهداف للتشخيص الطبي والمراقبة البيئية". "سيكون أي شخص قادرًا على استخدام جهازنا لمجموعة متنوعة من أنواع الكشف عن الأهداف الكيميائية التي ينبغي ملاحظتها في المنزل وفي الميدان، مثل العناصر الغذائية الضرورية لحياة صحية، أو الملوثات في مياه الشرب أو الطعام، أو للكشف عن احتمالات الإصابة بها. علامات المرض."
يعد جهاز قياس السكر أحد الأجهزة الوحيدة المتاحة والشائعة القادرة على الكشف الكمي عن الجزيئات المستهدفة في المحلول، وهي خاصية ضرورية للتشخيص والكشف، ولكنه يتفاعل عادةً مع مادة كيميائية واحدة: الجلوكوز. ومن أجل استخدامه للكشف عن هدف آخر، قام الباحثون بدمج عائلة من أجهزة الاستشعار الجزيئية تسمى أجهزة استشعار الحمض النووي الوظيفية. تستخدم هذه المستشعرات أجزاء قصيرة من الحمض النووي ترتبط بأهداف محددة. يتوفر عدد من أجهزة استشعار الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) تجاريًا، وتُستخدم للكشف عن مجموعة واسعة من الأهداف. توجد هذه المستشعرات في المختبرات، ولكن هناك يتم دمجها في معدات أكثر تعقيدًا وتكلفة، لكن الباحثين أدركوا إمكانية دمجها مع أجهزة قياس السكر اليدوية.
ترتبط أجزاء الحمض النووي، المرتبطة بالجزيئات المغناطيسية، بإنزيم الإنفرتيز، وهو الإنزيم المسؤول عن تحويل السكروز (سكر المائدة) إلى جلوكوز. يضيف جهاز الاختبار عينة من الدم أو المصل أو الماء إلى مستشعر الحمض النووي الوظيفي لاختبار وجود الأدوية أو علامات المرض أو الملوثات أو الجزيئات الأخرى. عندما يرتبط الجزيء المستهدف بالحمض النووي، يتم إطلاق إنزيم الإنفرتيز في المحلول. بعد إزالة الجسيم المغناطيسي باستخدام مغناطيس خارجي، يرتفع مستوى الجلوكوز في العينة اعتمادًا على كمية الإنزيم المنطلق، بحيث يمكن لجهاز الاختبار بعد ذلك تنشيط جهاز قياس الجلوكوز لتحديد كمية الجزيء المستهدف في العينة الأصلية.
يوضح الباحث الرئيسي: "تعمل طريقتنا على توسيع نطاق الأهداف التي يستطيع جهاز قياس الجلوكوز اكتشافها بشكل كبير". "الجهاز بسيط بما فيه الكفاية بحيث يمكن لأي شخص استخدامه في المنزل، دون تكاليف باهظة ودون انتظار طويل يتطلب زيارة العيادات أو إرسال العينات إلى المختبرات المتخصصة في ذلك".
وأظهر الباحثون استخدام الحمض النووي الوظيفي مع جهاز قياس الجلوكوز للكشف عن الكوكايين، وعلامة المرض الإنترفيرون، وجزيئات الأدينوزين واليورانيوم. الطريقة، التي تتكون من خطوتين، قادرة على اكتشاف أي نوع من الجزيئات التي ترتبط بالحمض النووي أو الحمض النووي الريبي.
وفي الخطوة التالية، يعتزم الباحثون جعل طريقتهم أكثر بساطة وإلغاء الحاجة الحالية للفاحص الذي يُطلب منه حاليًا إدخال العينة في مستشعر الحمض النووي الوظيفي وبعد ذلك فقط قياس السكر. "نعمل الآن على توحيد الإجراءين في خطوة واحدة لتسهيل الجهاز."
ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية Nature Chemistry.
