Développement d'un

Dec 20, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 3427 (2022) Citer cet article

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Une méthode d'analyse en une étape a été développée pour quatre types d'acides aminés à l'aide d'un dispositif d'analyse microfluidique à base de papier fabriqué à partir de papier de filtration chromatographique et de films stratifiés. L'aminoacyl-ARNt synthétase a été utilisée pour détecter chaque acide aminé. Le dispositif analytique sur papier laminé (LPAD) obtenu contenait quatre zones de réaction enzymatique. La détection colorimétrique a été réalisée sur la base de la réaction au bleu de molybdène. Une méthode modèle pour la détection simple, facile et simultanée de plusieurs concentrations d’acides aminés a été suggérée, contrairement aux méthodes conventionnelles telles que HPLC ou LC-MS. La méthode a fourni une quantification sélective dans les plages de 3,6 à 100 μM pour le tryptophane, 10,1 à 100 μM pour la glycine, 5,9 à 100 μM pour l'histidine et 5,6 à 100 μM pour la lysine avec une limite de détection de 1,1 μM, 3,3 μM, 1,9 μM. et 1,8 µM, respectivement. La fabrication du LPAD était considérablement simple et le processus de détection ultérieur était facile et nécessitait une courte période de temps (moins de 15 minutes).

Les dispositifs analytiques sur papier (PAD) présentent des caractéristiques importantes, telles que leur conception simple et facile pour la fabrication de la forme et de la longueur du trajet microfluidique, l'absence de source d'alimentation externe et leur rentabilité. Les PAD ont attiré une intense attention de la part des chercheurs en tant que plates-formes analytiques1,2,3,4,5. Bien que la chromatographie liquide haute performance (HPLC) soit généralement utilisée pour analyser des composés biologiques, elle prend du temps et coûte cher6. L'utilisation de PAD pour analyser des composés biologiques a déjà été rapportée par d'autres groupes de recherche. Par exemple, Huang a développé une méthode de coloration au platine pour la myoglobine comme composé modèle, dans laquelle la surface de l'or colloïdal était recouverte de nanocoquilles de platine et évaluée à l'aide d'une bandelette de test, telle que le réactif utilisé dans les tests de grossesse. Ils ont réussi à développer une méthode de détection quantitative sensible de la myoglobine basée sur des niveaux élevés d'activité catalytique7. Un autre exemple est celui des bandes de gel de silice qui ont été développées pour la détection des ions Fe (III). Les bandes de silice étaient imprégnées de tanin et, en raison de la liaison sélective du tanin au Fe (III), la détection colorimétrique du Fe (III) a pu être effectuée par inspection visuelle, à l'aide d'anthocyanine, un colorant rouge extrait du chou8,9,10. . Comme les bandelettes de test en papier peuvent être fabriquées à faible coût, elles pourraient facilement être fournies en grande quantité pour les examens médicaux et l’évaluation des médicaments11.

La teneur en acides aminés libres dans le sérum sanguin sert d’indicateur d’un état pathologique, tel que le cancer, les maladies hépatiques et le diabète ; par conséquent, ils sont considérés comme utiles dans le diagnostic clinique12,13. Nous avons précédemment analysé un nouveau système d'analyse des acides aminés utilisant l'aminoacyl-ARNt synthétase (aaRS) comme élément de reconnaissance moléculaire14,15,16,17,18,19. Les aaRS existent pour chacun des 20 acides aminés correspondants et sont impliqués dans la biosynthèse des protéines et des peptides dans l’organisme. Ainsi, l’aaRS pourrait servir de matériau de reconnaissance pour l’analyse des acides aminés20,21,22,23.

Quatre acides aminés, le tryptophane, la glycine histidine et la lysine, ont été utilisés comme acides aminés modèles dans cette étude en raison de leur potentiel diagnostique pour plusieurs troubles et de leur importance métabolique. La synthèse de la sérotonine à partir du tryptophane est inhibée chez les patients souffrant de dépression ; par conséquent, la mesure des niveaux de tryptophane pourrait avoir une utilité potentielle pour le diagnostic de cette maladie24. La glycine est un composant fondamental de diverses biomolécules telles que le glutathion, les dérivés puriques et les hémoprotéines. De plus, il a été rapporté que la consommation de glycine améliore la qualité du sommeil25. L'histidinemie est une maladie héréditaire caractérisée par des concentrations plasmatiques anormales d'histidine pouvant entraîner une déficience intellectuelle26. La lysine, l'un des acides aminés essentiels, est associée à l'amélioration de l'équilibre nutritionnel du corps humain27.