Des scientifiques de l’Université fédérale de l’Oural (UrFU) ont mis au point un nouveau capteur permettant de déterminer le taux de cholestérol dans le sang. Le système n’utilise pas de composés protéiques tels que des enzymes. Les chimistes les ont remplacés par un analogue inorganique, le chlorure de cuivre. Cela leur a permis de rendre le processus de création de compteurs de cholestérol moins cher, de rendre les tests sanguins plus faciles, plus rapides et plus accessibles. Les résultats de l’étude sont présentés dans le Journal de chimie électroanalytique.
« La détermination du cholestérol est actuellement réalisée à l’aide de colorimétrie, de chromatographie et d’enzymes. Cependant, ces méthodes utilisent soit des réactifs extrêmement agressifs, soit des équipements complexes et coûteux, soit – en tant qu’éléments reconnaissants et sensibles qui déterminent le taux de cholestérol – des enzymes – des molécules biologiques extraites de la vie. organismes », explique Andrei Okhokhonin, professeur associé au département de chimie analytique de l’UrFU.
« Par exemple, l’enzyme cholestérol oxydase est produite par certaines espèces de bactéries. De plus, les enzymes sont des polymères naturels, des protéines, par conséquent, elles sont sujettes à la dénaturation et nécessitent certaines conditions de stockage, régimes de température et d’acidité. Nous avons décidé de sélectionner un non-biologique analogue de cette enzyme pour rendre le processus d’analyse du cholestérol moins cher, plus facile et plus rapide. L’une des options les plus abordables est le chlorure de cuivre, que nous avons découvert pour la première fois comme étant très sensible au cholestérol, »
Pour mesurer le taux de cholestérol avec le nouvel appareil, une petite quantité de sang suffit. Le sang est placé dans une puce d’analyse contenant une solution de chlorure de cuivre dans l’acétonitrile. Une électrode est intégrée à cette puce, laquelle est reliée à un analyseur de voltamétrie qui donne les résultats de l’analyse. L’avantage de la nouvelle puce analysant le taux de cholestérol est également qu’elle contient des nanoparticules magnétiques avec des polymères à empreintes moléculaires qui sorbent sélectivement le cholestérol en éliminant toute autre substance caractéristique de la composition du sang.
« Les polymères à empreinte moléculaire sont nécessaires pour séparer efficacement le cholestérol des autres substances présentes dans le sang. Après avoir essayé plusieurs options, nous avons choisi le diméthacrylate d’éthylène glycol comme agent de réticulation et la vinylpyridine comme monomère fonctionnel. Le polymère synthétisé à la surface des nanoparticules magnétiques sorbe efficacement le cholestérol. , nous pouvons donc parler d’une grande sélectivité d’analyse, car aucune autre substance n’interfère », explique Andrei Okhokhonin.
La puce microfluidique, dans laquelle tous les éléments du système sont intégrés, est imprimée sur une imprimante 3D, ce qui facilite également le processus de production de l’appareil. Les scientifiques notent que le premier test qu’ils ont effectué n’a pas été effectué sur des échantillons biologiques, mais sur des solutions modèles qui imitent le sérum sanguin. La prochaine étape du travail des chercheurs consiste à tester le système sur de vrais échantillons de sang.
Plus d’information:
Andrei V. Okhokhonin et al, Un nouveau système électrocatalytique à base de chlorure de cuivre (II) et de nanoparticules de polymère à empreinte moléculaire magnétique dans une cellule à flux microfluidique imprimée en 3D pour la détection du cholestérol sans enzyme et à faible potentiel, Journal de chimie électroanalytique (2022). DOI : 10.1016/j.jelechem.2022.116853