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Dec 20, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 3427 (2022) Citar este artigo

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Um método de análise de uma etapa foi desenvolvido para quatro tipos de aminoácidos usando um dispositivo analítico microfluídico baseado em papel fabricado a partir de papel de filtração para cromatografia e filmes laminados. A aminoacil-tRNA sintetase foi usada para detectar cada aminoácido. O dispositivo analítico à base de papel laminado (LPAD) obtido continha quatro áreas de reação enzimática. A detecção colorimétrica foi realizada com base na reação do azul de molibdênio. Foi sugerido um método modelo para a detecção simples, fácil e simultânea de várias concentrações de aminoácidos, em contraste com os métodos convencionais como HPLC ou LC-MS. O método forneceu uma quantificação seletiva nas faixas de 3,6–100 μM para triptofano, 10,1–100 μM para glicina, 5,9–100 μM para histidina e 5,6–100 μM para lisina com um limite de detecção de 1,1 μM, 3,3 μM, 1,9 μM e 1,8 μM, respectivamente. A fabricação do LPAD foi consideravelmente simples e o processo de detecção subsequente foi fácil e exigiu um curto período de tempo (dentro de 15 min).

Dispositivos analíticos baseados em papel (PADs) apresentam características significativas, como seu design simples e fácil para a fabricação da forma e comprimento do caminho microfluídico, dispensa de uma fonte de energia externa e economia. Os PADs têm atraído intensa atenção de pesquisas como plataformas analíticas1,2,3,4,5. Embora a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) seja geralmente usada para analisar compostos biológicos, ela é demorada e cara6. O uso de PADs para analisar compostos biológicos já foi relatado anteriormente por outros grupos de pesquisa. Por exemplo, Huang desenvolveu um método de coloração de platina para a mioglobina como composto modelo, no qual a superfície do ouro coloidal foi revestida com nanoconchas de platina e avaliada usando uma tira de teste, como o reagente usado em testes de gravidez. Eles conseguiram desenvolver um método de detecção quantitativa sensível para a mioglobina baseado em altos níveis de atividade catalítica7. Outro exemplo são as tiras de sílica gel que foram desenvolvidas para a detecção de íons Fe (III). As tiras de sílica foram impregnadas com tanino e, devido à ligação seletiva do tanino ao Fe (III), a detecção colorimétrica do Fe (III) pôde ser feita por inspeção visual, utilizando antocianina, corante vermelho extraído do repolho8,9,10 . Como as tiras de teste de papel podem ser fabricadas a baixo custo, elas poderiam facilmente ser fornecidas em grandes quantidades para exames médicos e avaliações de medicamentos11.

O conteúdo de aminoácidos livres no soro sanguíneo serve como um indicador de um estado de doença, como câncer, doenças hepáticas e diabetes; portanto, são considerados úteis em diagnósticos clínicos12,13. Analisamos anteriormente um novo sistema de análise de aminoácidos usando aminoacil-tRNA sintetase (aaRS) como elemento de reconhecimento molecular . Existem aaRSs para cada um dos 20 aminoácidos correspondentes e estão envolvidos na biossíntese de proteínas e peptídeos no corpo. Assim, o aaRS poderia servir como material de reconhecimento para análise de aminoácidos20,21,22,23.

Quatro aminoácidos, triptofano, glicina, histidina e lisina, foram utilizados como aminoácidos modelo neste estudo devido ao seu potencial diagnóstico para diversos distúrbios e à sua importância metabólica. A síntese de serotonina a partir do triptofano é inibida em pacientes com depressão; portanto, a medição dos níveis de triptofano poderia ter uma utilização potencial para o diagnóstico desta condição24. A glicina é um componente básico de várias biomoléculas, como glutationa, derivados de purina e hemoproteínas. Além disso, foi relatado que a ingestão de glicina melhora a qualidade do sono25. A histidinemia é uma doença hereditária caracterizada por concentrações plasmáticas anormais de histidina que podem resultar em comprometimento intelectual26. A lisina, um dos aminoácidos essenciais, está associada à melhoria do equilíbrio nutricional do corpo humano27.