低成本传感器检测生物样本中的早期帕金森病

巴西坎皮纳斯大学(UNICAMP)和圣卡洛斯联邦大学(UFSCar)的研究人员开发了一种电化学传感器，可以检测不同阶段的帕金森病。该设备是使用普通的3D打印机制造的，并被证明能够进行早期诊断，也可以作为识别其他疾病的模型，根据发表在《传感器和执行器B：化学》杂志上的一篇文章。

“传感器可快速指示人体血液和合成脑脊液中蛋白质PARK7 / DJ-1的水平。该分子与帕金森氏症有关，水平低于每升40微克[40微克/ L]，“该文章的第一作者Cristiane Kalinke说。

Kalinke是UNICAMP化学研究所(IQ)的博士后研究员，也是英国曼彻斯特城市大学的客座研究员。

“它可以打印成各种形状和尺寸。它也可以小型化，以创建一个真正便携的设备，只需要非常小的样本，“她解释说。

为了制造传感器，研究人员使用了主要由聚乳酸(PLA)制成的商业灯丝，聚乳酸是一种可生物降解的聚合物，与导电材料(石墨烯)和其他添加剂相关。通过增材制造印刷在塑料基板上的三个电极经过化学处理，使其更具导电性并刺激形成与抗体结合的官能团(羧基)的表面层。

活化过程需要通过浸入氢氧化钠(NaOH)和施加电势(正极和负极)从电极上去除聚合物绝缘表面。然后促进抗体和PARK7 / DJ-1之间的反应以产生诊断。

将PARK7 / DJ-1的特异性抗体固定在电极表面，并使用传感器在30 μg/ L，40 μg/ L和100 μg/ L三个水平上检测蛋白质。根据科学文献中的数据，不同阶段诊断为帕金森氏症的患者的平均水平约为30±9μg/ L。

“患者极不可能去看医生进行常规检查以检测早期帕金森氏症。如果怀疑这种疾病的发作，身体和行为症状可能已经出现，并且这种疾病可能已经确立，“该文章的最后一作者，IQ-UNICAMP无机化学系教授Juliano Alves Bonacin说。

“我们决定设计和生产一种非常简单的设备，该设备价格便宜，可用于持续监测，如果PARK7 / DJ-1水平发生变化，则向医生和患者发出警报，这在与其他生物标志物一起分析时特别有用。

概念验证

该研究的主要意义是作为概念证明，因为它证明了3D打印在生产生物分子固定平台方面的多功能性。“我们成功地3D打印了电化学电池的所有组件，仅使用聚合物作为导电材料，”Kalinke说。“在这项特定的研究中，商用材料是现成的，但我们也在实验室开发用于3D打印的新型细丝。

根据作者的说法，该平台可用于诊断其他疾病。在PARK7 / DJ-1的特定情况下，该蛋白质与2型糖尿病，不孕症和某些癌症以及神经系统疾病有关。其目的是将其使用扩展到其他生物标志物，Kalinke正在研究一种诊断黄热病的传感器。

“想象一下，在特定地区爆发了某种疾病。有了几台3D打印机和一些电极，就有可能在现场生产出像我们这样的传感器，“Bonacin说。

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