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    Los investigadores utilizan guías de ondas para la monitorización sensible de la proteasa

    Crédito:CC0 Public Domain

    Por primera vez, Los investigadores han detectado actividad de proteasa con espectroscopía Raman de superficie mejorada (SERS) realizada utilizando una pequeña guía de ondas. El trabajo allana el camino al tiempo real, monitoreo de proteasas de laboratorio en un chip sin etiquetas, que podría ofrecer un enfoque de alto rendimiento para detectar nuevos medicamentos que inhiban las proteasas involucradas en la enfermedad.

    Las proteasas rompen los enlaces peptídicos que mantienen unidas a las proteínas. Son importantes dianas farmacológicas debido a su implicación en muchas enfermedades, incluido el cáncer, Enfermedad de Alzheimer y artritis.

    Nina Turk, del centro de investigación IMEC de la Universidad de Ghent en Bélgica, presentará la nueva investigación en la conferencia OSA Frontiers in Optics and Laser Science APS / DLS (FiO + LS) totalmente virtual que se celebrará del 14 al 17 de septiembre.

    "Esperamos que nuestro enfoque interdisciplinario pueda algún día permitir el descubrimiento rápido y eficiente de nuevos medicamentos para una variedad de enfermedades relacionadas con las proteasas, mejorando así la vida de millones de pacientes en todo el mundo, dijo Turk.

    SERS en un chip

    SERS utiliza una superficie de metal con rugosidad a nanoescala para mejorar las señales débiles producidas cuando la luz interactúa con una muestra. Debido a su alta sensibilidad, la técnica de espectroscopia puede detectar analitos en volúmenes extremadamente pequeños. Aunque SERS se ha utilizado para la detección sensible y selectiva de proteasas, esto solo se ha demostrado utilizando una configuración de microscopía Raman voluminosa.

    Recientemente, Las guías de onda de ranura nanoplásmica han surgido como una nueva forma de excitar y recolectar señales SERS de manera eficiente. Estas guías de ondas constan de dos rieles que forman un pequeño espacio a través del cual se puede guiar la luz. El revestimiento del interior del espacio con nanoestructuras de oro se puede utilizar para producir el efecto SERS. Debido a su pequeño tamaño, las guías de ondas se pueden incorporar en dispositivos de laboratorio en un chip, permitiendo la medición simultánea de muchos analitos para el descubrimiento de fármacos de alto rendimiento.

    Para ver si estas guías de ondas de ranura nanoplásmicas serían útiles para la detección de proteasas por SERS, los investigadores fabricaron una guía de ondas y diseñaron un experimento para detectar la tripsina proteasa. Crearon un sustrato peptídico específico para la tripsina que se une a la nanoestructura de oro. Cuando el péptido de tripsina se escinde al sustrato, parte del sustrato se difunde, creando una reducción detectable en la intensidad del espectro SERS.

    Su experimento reveló una disminución del 70% en la intensidad de SERS después de una hora de incubación con tripsina, mostrando que las guías de onda de ranura nanoplásmica podrían usarse para detectar tripsina. Los investigadores ahora están trabajando para expandir su plataforma para que pueda detectar la actividad de dos o más proteasas simultáneamente. El trabajo fue la colaboración entre la Universidad de Gante-imec y el Instituto Flamenco de Biotecnología (VIB) bajo la supervisión de los profesores Roel Baets y Kris Gevaert.


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