29 พฤศจิกายน 2552
นักวิจัยจาก McMaster University (Hamilton, ON, USA) ได้พัฒนาวิธีการตรวจหา acetylcholinesterase (AChE) inhibitors, whรวมถึงยาฆ่าแมลงกลุ่ม organophosphate โดยใช้ reagent-less, bioactive paper-based solid-phase biosensor
เขาใช้แผ่นกระดาษ strip ซึ่งมี AChE และ indophenyl acetate (IPA) ซึ่งเป็น chromogenic substrate เกาะติดอยู่กับ biocompatible sol-gel derived silica inks ในสอง zone เรียกว่า sensing และ substate zone ตามลำดับ
วิธีการตรวจเริ่มจากการใส่สารตัวอย่างลงไปที่ sensing zone ก่อน โดยใช้หลักการเคลื่อนของสารละลายตัวอย่างแบบ lateral หลังจากผ่านช่วง incubate แล้ว จึงวางแผ่นกระดาษ stip อีกด้านหนึ่งลงใน deionized distilled water เพื่อให้เกิดการเคลื่อนแบบ lateral ในปลายอีกด้านหนึ่ง เพื่อให้ paper bound-IPA สามารถเคลื่อนไปที่ sensing area ได้ เมื่อพบกับเอนไซม์ก็เกิดปฏิกิริยาเร่งการสลาย substrate ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสีจากเหลือง เป็น น้ำเงิน ดังภาพ
วิธีการนี้ สามารถตรวจพบยาฆ่าแมลงในปริมาณน้อยมาก เช่น bendiocarb 1 nM; carbaryl 10 nM; paraoxon 1 nM; malathion 10 nM เป็นต้น ภายในเวลาเพียง 5 นาที ผลที่ได้มีความสัมพันธ์อย่างดีกับการตรวจหาสารนี้ โดยวิธีที่ใช้ด้วยหลักการ Mass spectrophotometric ดังนั้น การตรวจโดยใช้วิธี Bioactive paper นี้ จึงน่าจะเหมาะสมสำหรับใช้คัดกรองสารพิษเหล่านี้ สำหรับงานภาคสนามในอนาคตได้(a) Schematic diagram of the detection principle of the indophenyl acetate (IPA)-based colorimetric assay. Acetylcholinesterase (AChE) hydrolyzes the red-yellow colored substrate IPA under slightly basic conditions (pH 8.0) and forms indophenoxide anion, which is blue-purple in color.
(b) Schematic illustration for the development of the reagentless bioactive paper-based lateral flow sensor in which AChE and IPA were entrapped in the two dashed box regions on a Whatman #1 paper strip (1 × 10 cm) following the sequences of PVAm/silica/AChE/silica and silica/IPA/silica, respectively, by the use of either inkjet printing or over spotting. The sensor can be used two different ways: (1) directly (normal lateral flow-based assay) without incubating the contaminated sample and (2) inverted lateral flow-based assay with incubation of the sample.
เอกสารอ้างอิง(a) Effects of cationic PVAm on entrapment of indophenoxide anion in a lateral flow-based paper sensor system. Color intensity (CI) due to elution of IPA (3 mM, final concentration) in the lateral flow-based platform. The areas within the dashed boxes were printed/over spotted without (control) and with PVAm (0.5 wt. %) followed by printing/overspotting of AChE (500 U/mL). PVAm concentrates the reaction product, the blue indophenoxide anion, while in the control experiment; the blue indophenoxide anion is dispersed over a large area.
(b) Proof of concept for the development of the reagentless bioactive paper-based lateral flow platform, in which the sensor was dipped into ddH2O to move the IPA reagent into the sensing region for the generation of the blue color.
S. M. Zakir Hossain, Roger E. Luckham, Meghan J. McFadden and John D. Brennan. Reagentless Bidirectional Lateral Flow Bioactive Paper Sensors for Detection of Pesticides in Beverage and Food Samples. Anal. Chem., 2009, 81 (21), pp 9055–9064
