Meccanismo di rilevamento per il rilevamento di un'ampia gamma di EE utilizzando il recettore α dell'estrogeno umano (hERα) come elemento di riconoscimento biologico. In breve, un reticolo di Bragg in fibra inclinato rivestito in oro eccita la risonanza plasmonica superficiale (SPR) che consente il monitoraggio ultrasensibile delle variazioni dell'indice di rifrazione sulla superficie della fibra. Gli estrogeni ambientali nei campioni competono l'hERα con l'E 2 –STV coniugati. Il sensore in fibra è legato con le molecole di desthiobiotina (DTB) e l'E . non legato 2 –I coniugati STV vengono catturati tramite l'interazione di affinità STV-DTB, che induce lo spostamento della lunghezza d'onda dello spettro SPR (dal nero al rosso). Questo metodo offre il rilevamento in situ degli estrogeni ambientali con elevata sensibilità e specificità. Credito:Lanhua Liu, Xuejun Zhang, Qian Zhu, Kaiwei Li, Yun Lu, Xiaohong Zhou e Tuan Guo
L'apparente aumento dei tumori e dei disturbi del tratto riproduttivo indotti dagli ormoni ha portato a una crescente domanda di nuove tecnologie in grado di rilevare gli interferenti endocrini a livello di nanogrammi per litro. Scienziati in Cina hanno inventato un biosensore a fibra ottica ultracompatto che mostra pettini spettrali plasmonici superfini e potenziato dalla bioamplificazione indotta dal coniugato, che ha mostrato il limite di rilevamento fino a 1,5 ng l -1 concentrazione equivalente di estradiolo. La tecnica ha il potenziale per rivoluzionare il monitoraggio ambientale e sanitario.
Lo sviluppo di tecniche di rilevamento avanzate e potenti per caratterizzare il maggior numero possibile di interferenti endocrini con l'ultrasensibilità nell'ambiente è ancora difficile, comunque molto richiesto. Estrogeni ambientali (EE), come tipici interferenti endocrini, sono state elencate come una delle questioni ambientali globali da affrontare attraverso la collaborazione internazionale delle Nazioni Unite. Sono composti strutturalmente diversi che possono interagire con i recettori nucleari degli estrogeni e comportano rischi significativi per la salute ecologica e umana.
In un nuovo articolo pubblicato su Scienza e applicazione della luce , un team di fotonica e scienziati ambientali, guidato dal Prof. Tuan Guo dell'Università di Jinan e dal Dr. Xiaohong Zhou dell'Università di Tsinghua, ha sviluppato una piattaforma di biorilevamento in fibra ottica plasmonica di semplice implementazione per il rilevamento ultrasensibile di interferenti endocrini estrogenici. La piattaforma si basa su un reticolo di Bragg in fibra altamente inclinato rivestito in oro, che eccita pettini spettrali in modalità a rivestimento stretto ad alta densità che si sovrappongono con l'assorbimento più ampio del plasmone di superficie per un'interrogazione ad alta precisione, consentendo quindi il monitoraggio ultrasensibile delle variazioni dell'indice di rifrazione sulla superficie della fibra. Attraverso l'uso di recettori per gli estrogeni come modello, progettano un coniugato estradiolo-streptavidina con l'assistenza della dinamica molecolare, convertire il riconoscimento specifico degli estrogeni ambientali da parte del recettore degli estrogeni in un saggio biologico di affinità per le proteine basato sulla superficie. La piattaforma ultrasensibile con approccio biosensing di amplificazione indotta da coniugato consente il successivo rilevamento di EE fino a 1,5 ng l -1 concentrazione equivalente di estradiolo. È il limite di rilevamento più basso per qualsiasi rilevamento basato sui recettori degli estrogeni riportato fino ad oggi.
Inoltre, le dimensioni compatte, forma flessibile, e la capacità di funzionamento remoto del biosensore plasmonico in fibra apre la strada alla rilevazione di altri interferenti endocrini con sensibilità ultraelevata e in vari spazi difficili da raggiungere, avendo così il potenziale per rivoluzionare il monitoraggio dell'ambiente e della salute. Per esempio, il biosensore è in grado di eseguire la rilevazione continua in campo di interferenti endocrini, soddisfare l'auspicata richiesta di un tempestivo monitoraggio dello stato ambientale. Integrando tale biosensore in fibra con un ago ipodermico invece consentirebbe misurazioni simili, come analisi portatile in loco e sul campo nel monitoraggio sanitario, anche dal vivo.
