Un modo rapido e affidabile per rilevare i livelli di monossido di carbonio nel corpo potrebbe consentire ai medici di diagnosticare la malattia.

Il monossido di carbonio è normalmente considerato in termini di quantità di danni che può causarci, ma un team di scienziati dell'Imperial College di Londra e del Politecnico di Valencia ha esaminato gli altri ruoli biologici che può svolgere.

Il monossido di carbonio viene effettivamente prodotto nel nostro corpo in piccole quantità, ed è vitale in una serie di processi biologici, spesso fungendo da molecola messaggera. Con prove che suggeriscono il coinvolgimento del monossido di carbonio nella risoluzione dell'infiammazione e possibilmente nell'alleviamento dei disturbi cardiovascolari, è un'area di crescente interesse per molti scienziati.

Una possibilità interessante è l'uso terapeutico del monossido di carbonio per curare le malattie, ma questo, e altre aree correlate, sono attualmente limitati dalla capacità di monitorare in modo sensibile la generazione di monossido di carbonio in tempo reale.

Ora, una nuova tecnologia, ideato da scienziati Imperial e Valencia e pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana , ha il potenziale per essere utilizzato per misurare i livelli di monossido di carbonio nel corpo in modo efficace e rapido.

Nuovo modo per rilevare il monossido di carbonio

Inizialmente, il gruppo dell'Imperial stava lavorando allo sviluppo di strisce cangianti che potessero indicare i livelli di monossido di carbonio nell'aria intorno a noi, evitando le interferenze di vapore o fumo. A seguito della pubblicazione di questa ricerca, hanno iniziato a lavorare con i loro colleghi di Valencia, interessati alle possibili applicazioni biologiche della tecnologia.

Al fine di sviluppare una tecnica per rilevare il monossido di carbonio nel corpo, dottorato di ricerca gli studenti Anita Toscani e Jonathan Robson hanno dovuto trovare il modo di rilevare concentrazioni molto più piccole, passando dal rilevamento del monossido di carbonio in parti per milione a parti per miliardo.

Un'ulteriore sfida consisteva nel raggiungere questo obiettivo evitando interazioni indesiderate con le molte altre sostanze presenti. Il caposquadra del Dipartimento di Chimica dell'Imperial, Il dottor James Wilton-Ely, ha spiegato che:"Le sfide gemelle sono la sensibilità e la selettività, e pensiamo di aver spuntato entrambe le caselle."

Segnali luminosi

L'avvelenamento da monossido di carbonio si verifica quando si lega al ferro nell'emoglobina del nostro sangue, impedendo la sua capacità di trasportare ossigeno dai polmoni al resto del corpo. In una svolta interessante, proprio questa affinità per alcuni metalli è ciò che rende la nuova tecnica così efficace. Usa il rutenio (un metallo nello stesso gruppo della tavola periodica del ferro) con molecole organiche accuratamente progettate (leganti) attaccate.

Uno di questi ligandi è progettato per avere la capacità di brillare, o fluorescente, quando viene utilizzata la luce della lunghezza d'onda corretta, ma sono "spenti" quando attaccati al metallo rutenio. Quando è presente monossido di carbonio, si lega al rutenio, distacco del ligando. Questo fa sì che il ligando si "accenda" e inizi a emettere fluorescenza sotto una luce rossa che penetra in profondità, diventa visibile al microscopio.

I ricercatori sono stati in grado di testare la tecnica utilizzando cellule campione prelevate da topi, e hanno scoperto che erano rapidamente in grado di rilevare il monossido di carbonio prodotto come risposta quando l'infiammazione veniva indotta nei topi. Utilizzando l'analisi delle immagini, potrebbero quindi quantificare la quantità di monossido di carbonio presente dalla fluorescenza prodotta.

Questa tecnologia ha un grande potenziale per future applicazioni nella diagnostica medica, ma illustra anche i diversi modi in cui dovremmo pensare a sostanze chimiche come il monossido di carbonio. Come ha sottolineato il Dr. Wilton-Ely:"Questo offre una visione davvero bella del mondo che ci circonda:tante cose hanno ruoli e reputazioni multiple, e questo aggiunge una ricchezza al mondo della scienza che dovrebbe essere abbracciata".