Development of a one-step semi-homogeneous fluorescent method for multi-screening of sulfonamides in milk
تقدم هذه الدراسة طريقة فلورية شبه متجانسة، سريعة، فائقة الحساسية، وقابلة لإعادة الاستخدام، وذات خطوة واحدة للفحص المتعدد لـ 21 نوعاً من السلفوناميدات في الحليب، وذلك باستخدام كرات مجهرية مغناطيسية مطبوعة جزيئياً وفلوروفورات محفزة بالارتباط والتحفيز للوصول إلى حدود كشف في نطاق البيكوغرام/ملل عبر تحليل العينة المباشر بعد تخفيف بسيط.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في عالم سلامة الأغذية، يمثل اكتشاف التهديدات غير المرئية في كوب من الحليب تحدياً مستمراً. يعتمد المزارعون والجهات الرقابية على الاختبارات الكيميائية لضمان عدم بقاء المضادات الحيوية، وتحديداً مجموعة تسمى "السلفوناميدات"، في منتجات الألبان المخصه للاستهلاك البشري. تُستخدم هذه الأدوية لعلاج الحيوانات المريضة، ولكن إذا ظلت في الحليب، يمكن أن تسبب ردود فعل تحسسية أو تساهم في مقاومة المضادات الحيوية لدى البشر. غالباً ما تتضمن الطرق التقليدية للعثور على هذه البقايا إجراءات مخبرية معقدة تستغرق ساعات، وتتطلب معدات باهظة الثمن، وتستخدم الأجسام المضادة—وهي أدوات بيولوجية مصنوعة من الحيوانات، مكلفة الإنتاج ولا يمكن استخدامها أكثر من مرة واحدة. سعى العلماء طويلاً لإيجاد بديل أبسط وأسرع وقابل لإعادة الاستخدام يمكنه فحص أنواع مختلفة من هذه الأدوية في آن واحد دون الحاجة إلى الآلات الثقيلة للمختبر الكامل.
لقد طور فريق من الباحثين في جامعة هيبي الزراعية طريقة جديدة تقرب هذا الهدف من الواقع عبر دمج حيلتين كيميائيتين ذكيتين في اختبار واحد سريع. فبدلاً من استخدام الأجسام المضادة البيولوجية، قاموا بإنشاء كرات مغناطيسية متناهية الصغر مغلفة بمادة اصطناعية مصممة لتعمل مثل الإسفنجة لأدوية السلفوناميد. هذه المادة، المعروفة باسم "البوليمر المطبوع جزيئياً"، تُبنى حول جزيء دواء محدد لإنشاء ثقوب صغيرة مخصصة الشكل على سطحها. وبمجرد إزالة القالب، تظل هذه الثقوب موجودة، وبحجم مثالي لالتقاط الأدوية المستهدفة دون غيرها. ولجعل الاختبار مرئياً، قام الباحثون بربط جزيء متوهج خاص بنسخة غير ضارة من الدواء. ويمتلك هذا الجزيء المتوهج خاصية فريدة: فهو يسطع بوضوح فقط عندما يتجمع معاً في كتلة، بينما يظل مظلماً عندما يطفو بحرية في سائل.
تعمل العملية مثل منافسة على المساحة على سطح هذه الكرات المغناطيسية. فعند خلط عينة الحليب مع الكرات المغناطيسية والمتتبع الدوائي المتوهج، تندفع جزيئات المتتبع لملء الثقوب الفارغة في الكرات، فتتجمع وتتوهج بسطوع تحت ضوء معين. وإذا كان الحليب يحتوي على أدوية السلفوناميد الفعلية، فإن هذه الأدوية الحقيقية تتنافس مع المتتبع المتوهج على نفس الثقوب. وتفوز الأدوية الحقيقية بالمواقع، مما يدفع المتتبع المتوهج للعودة إلى السائل حيث لا يمكنه التكتل وبالتالي لا يمكنه التوهج. وكلما زادت كمية الدواء الموجود في الحليب، أصبح التوهج أكثر خفوتاً. ولأن الكرات المغناطيسية يمكن سحبها من السائل وغسلها وتنظيفها، يمكن استخدامها مراراً وتكراراً، مما يجعل الاختبار اقتصادياً ومستداماً.
اختبر الباحثون هذا النظام ضد واحد وعشرين نوعاً مختلفاً من أدوية السلفوناميد ووجدوا أنه حساس للغاية. استطاعت الطريقة اكتشاف هذه الأدوية بمستويات منخفضة تصل إلى بضعة أجزاء من التريليون، وهي حساسية كافية للعثور على البقايا حتى بعد تخفيف عينة الحليب لثمانين ضعفاً بالماء. تعني هذه الحساسية الفائقة أن الحليب لا يحتاج إلى معالجة أو تنظيف بطريقة معقدة قبل الاختبار؛ إذ يكفي التخفيف البسيط لإزالة المواد المتداخلة. وتستغرق العملية بأكملها، من خلط العينة إلى قراءة النتيجة، سبع دقائق فقط. وفي تجارب أجريت على ستين عينة حقيقية من الحليب من مزارع محلية وسوبر ماركت، حددت الطريقة الجديدة بشكل صحيح عينة تحتوي على مضاد حيوي معين، وهي نتيجة تم تأكيدها لاحقاً بواسطة آلة مخبرية قياسية عالية التقنية.
مقارنة بالطرق القديمة التي تعتمد على الأجسام المضادة أو المواد المتوهجة التقليدية، يقدم هذا النهج الجديد قفزة نوعية في السرعة والحساسية. وبينما تفقد المواد الكيميائية المتوهة التقليدية سطوعها عند التجمع معاً، فإن الجزيء الخاص المستخدم هنا يصبح أكثر سطوعاً عند الازدحام، وهي خاصية سمحت للباحثين باكتشاف الأدوية بمستويات أقل بكثير مما كان ممكناً بالتقنيات المماثلة سابقاً. كما أمكن إعادة استخدام الكرات المغناطيسية ست مرات دون فقدان قدرتها على التقاط الأدوية، في حين أن الأجسام المضادة البيولوجية المستخدمة في الاختبارات الأخرى هي مواد تستخدم لمرة واحدة فقط. ومن خلال إثبات أن مادة اصطناعية قابلة لإعادة الاستخدام يمكن أن تتفوق على الأدوات البيولوجية في هذا التطبيق المحدد، تقدم الدراسة أداة عملية ومنخفضة التكلفة لفحوصات السلامة الروتينية، مما يضمن بقاء الحليب على رفوف المتاجر آمناً للمستهلكين دون الحاجة إلى تأخيرات المختبرات المستهلكة للوقت.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.