Le concentrazioni dei biomarcatori dello stress (sia ormoni che neurotrasmettitori) presenti nei liquidi biologici (sangue, sudore, urina, saliva) costituiscono la spia dello stato fisico e mentale dell’individuo. L’interesse per la determinazione dei biomarcatori dello stress costituisce un campo in rapida crescita per le potenziali ricadute sia nelle condizioni patologiche che in condizioni fisiologiche (ad es. nello studio delle performance degli atleti). In questo articolo gli Autori riportano un nuovo metodo, basato sull’assorbanza ottica dei biomarcatori nella regione dell’ultravioletto (UV), in grado di rilevare i biomarkers dello “stress” legato alle performance dell’uomo in diversi liquidi biologici. I biomarcatori dello stress che sono stati studiati in questo lavoro sono il cortisolo, la serotonina, la dopamina, la norepinefrina ed il neuropeptide Y. La spettroscopia UV dei biomarcatori dello stress eseguita nell’intervallo 190-400 nm ha rivelato picchi di assorbimento primari e secondari a lunghezze d’onda UV vicine a seconda della loro struttura molecolare. La caratterizzazione UV di biomarcatori sia singoli che multipli viene riportata in vari liquidi biologici. In questo articolo viene descritta una piattaforma microfluidica/optoelettronica per la determinazione dei biomarcatori, con una particolare attenzione alla valutazione del cortisolo. L’attuale limite di rilevazione del cortisolo nel sudore è di ~200 ng / mL (~ 0,5 μM), che è nel range della normalità. Campioni di plasma contenenti sia la serotonina che il cortisolo hanno determinato dei picchi di assorbimento facilmente rilevabili a 203 (serotonina) e 247 (cortisolo) nm, confermando la fattibilità della rilevazione simultanea di più biomarcatori in campioni di liquido biologico. La spettroscopia UV eseguita su vari biomarcatori dello stress mostra un simile trend di assorbimento in aumento con la concentrazione. Il meccanismo di rilevamento è applicabile a una varietà di tipi di biomarcatori e in grado di rilevare più biomarcatori contemporaneamente in vari liquidi biologici. Una cella a flusso microfluidico è stata fabbricata su un substrato polimerico per consentire la misurazione UV point-of-use / care dei biomarcatori oggetto dello studio. Il sensore complessivo comprende l’erogazione del campione e il trasporto del liquido biologico alla postazione dove avviene il rilevamento con le determinazioni dell’assorbimento ottico effettuate da un diodo a emissione di luce UV (LED) e un fotodiodo. La concentrazione di biomarker è indicata come funzione della fotocorrente generata alla lunghezza d’onda target.
3 giugno 2019
Un nuovo metodo per la determinazione dei biomarkers dello stress nei liquidi biologici.
Label-Free Optical Detection of Multiple Biomarkers in Sweat, Plasma, Urine, and Saliva
Prajokta Ray and Andrew J. Steckl
ACS Sens.2019451346-1357 March 22, 2019
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.9b00301#