Stress nimmt in unserem Alltag viele verschiedene Formen an, von unerbittlichen Arbeitsanforderungen bis hin zur ständigen Hektik auf dem Schulweg. Aber das Ignorieren von hohem Stress kann zu ernsthaften Gesundheitsproblemen wie Depressionen und Alzheimer führen. Was wäre, wenn es zur Norm würde, den Stresspegel zu Hause zu überprüfen? Dank Nanopartikeln rückt diese Möglichkeit immer näher.
In einer neuen Studie veröffentlicht im Journal Talantahat ein Team aus China und Großbritannien einen neuen und verbesserten Detektor entwickelt, der den Cortisolspiegel – ein Stress-Biomarker im Blut – genau messen kann.
Tong Ji, derzeit Teilzeit-Doktorandin und leitende Technikerin an der Xi’an Jiaotong-Liverpool University (XJTLU), China, ist die Erstautorin der Studie. Sie sagt: „Ein kostengünstiges, leicht reproduzierbares und einfach zu verwendendes Point-of-Care-Testgerät, das den Cortisolspiegel genau misst, wurde schon lange gesucht.
„Eine angemessene und schnelle Diagnose eines erhöhten Cortisolspiegels könnte einen großen Unterschied machen und das Leben der Menschen drastisch verbessern.“
Die derzeit erhältlichen Geräte enthalten im Allgemeinen Elektroden, die unter unterschiedlichen und schwankenden Bedingungen, wie z. B. wechselndem pH-Wert und Temperatur, eine schlechte Stabilität aufweisen. Dies führt zu einer kurzen Haltbarkeit der Geräte und erschwert ihre kommerzielle Produktion.
„Derzeitige Cortisol-Detektoren haben Referenzelektroden mit einer Silberschicht, die leicht oxidiert und bei elektrochemischen Messungen instabil ist“, sagt Ji.
„In dieser Studie haben wir Iridiumoxid-Nanopartikel verwendet, um die Silberschicht abzudecken. Diese Modifikation verbessert die Stabilität, Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit der Cortisol-Erkennung in Point-of-Care-Geräten.“
Dr. Qiuchen Dong, Assistenzprofessor an der XJTLU und korrespondierender Autor, fügt hinzu: „Dies ist das erste Mal, dass Iridiumoxid auf diese Weise verwendet wurde.
„Unser Team hat ein einfaches, kostengünstiges Cortisolmessgerät entwickelt, das Cortisolmoleküle in einer Konzentration erkennt, die 3.000-mal niedriger ist als der normale Cortisolbereich in unserem Blut. Dies macht unser Gerät empfindlich genug für den kommerziellen Einsatz.“
Die mit Iridiumoxid modifizierten Elektroden haben auch die Selektivität der Tests verbessert. Dr. Graham Dawson, außerordentlicher Professor und Co-Autor der XJTLU, sagt: „Ein Problem der aktuellen Lösungen ist, dass Cortisol und andere Hormone wie Progesteron, Testosteron und Corticosteron sehr ähnlich sind. Das bedeutet, dass es für die Detektoren schwierig ist, sie auseinanderzuhalten.“
„Unsere mit Iridiumoxid modifizierte Elektrode ist selektiv genug, um die verschiedenen Hormone zu unterscheiden und hilft, dieses Problem zu lösen.“
Weitere Informationen:
Tong Ji et al., Iridiumoxid-modifizierte, im Siebdruckverfahren hergestellte Referenzelektroden für die portable elektrochemische Cortisol-Erkennung am Behandlungsort, Talanta (2024). DOI: 10.1016/j.talanta.2024.126776