Development of a one-step semi-homogeneous fluorescent method for multi-screening of sulfonamides in milk
यह अध्ययन दूध में 21 सल्फोनमाइड्स की मल्टी-स्क्रीनिंग के लिए चुंबकीय आणविक छाप वाले माइक्रोस्फीयर और एग्रीगेशन-इंड्यूस्ड एमिशन फ्लोरोफोरस का उपयोग करते हुए एक तीव्र, अति-संवेदनशील और पुन: प्रयोज्य एक-चरणीय अर्ध-समांगी प्रतिदीप्ति विधि प्रस्तुत करता है, जो सरल तनुकरण के बाद प्रत्यक्ष नमूना विश्लेषण के माध्यम से pg/mL रेंज में पहचान सीमा प्राप्त करता है।
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खाद्य सुरक्षा की दुनिया में, दूध के एक गिलास में अदृश्य खतरों को पहचानने की क्षमता एक निरंतर चुनौती है। किसान और नियामक यह सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक परीक्षणों पर भरोसा करते हैं कि एंटीबायोटिक्स, विशेष रूप से सल्फोनामाइड्स नामक एक समूह, मानव उपभोग के लिए बनाए गए डेयरी उत्पादों में मौजूद न रहें। इन दवाओं का उपयोग बीमार जानवरों के इलाज के लिए किया जाता है, लेकिन यदि वे दूध में रह जाती हैं, तो वे लोगों में एलर्जी प्रतिक्रियाओं का कारण बन सकती हैं या एंटीबायोटिक प्रतिरोध में योगदान दे सकती हैं। इन अवशेषों को खोजने के पारंपरिक तरीकों में अक्सर जटिल प्रयोगशाला प्रक्रियाएं शामिल होती हैं जिनमें घंटों लगते हैं, महंगे उपकरणों की आवश्यकता होती है, और एंटीबॉडीज का उपयोग होता है—जो जानवरों से बने जैविक उपकरण हैं, जिन्हें बनाना महंगा है और जिनका उपयोग एक बार से अधिक नहीं किया जा सकता। वैज्ञानिक लंबे समय से एक सरल, तेज़ और पुन: प्रयोज्य विकल्प की तलाश में रहे हैं जो भारी लैब मशीनरी के बिना एक साथ इन दवाओं के कई अलग-अलग प्रकारों की जांच कर सके।
हेबेई एग्रीकल्चरल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नया तरीका विकसित किया है जो दो चतुर रासायनिक युक्तियों को एक एकल, तीव्र परीक्षण में जोड़कर इस लक्ष्य को वास्तविकता के करीब लाता है। जैविक एंटीबॉडीज का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने चुंबकीय गोले बनाए हैं जिन पर एक सिंथेटिक सामग्री की परत चढ़ी है जिसे सल्फोनामाइड दवाओं के लिए स्पंज की तरह काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सामग्री, जिसे मॉलिक्यूलरली इम्प्रिंटेड पॉलीमर (molecularly imprinted polymer) के रूप में जाना जाता है, एक विशिष्ट दवा अणु के चारोंക്ക് बनाई गई है ताकि इसकी सतह पर छोटे, कस्टम-आकार के छेद बनाए जा सकें। एक बार जब टेम्पलेट हटा दिया जाता है, तो ये छेद शेष रहते हैं, जो लक्षित दवाओं को पकड़ने के लिए पूरी तरह से आकार में सटीक होते हैं और किसी और चीज़ को नहीं। परीक्षण को दृश्यमान बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने दवा के एक हानिरहित संस्करण के साथ एक विशेष चमकने वाले अणु को जोड़ा है। इस चमकने वाले अणु का एक अनूठा गुण है: यह केवल तभी चमकता है जब यह एक समूह में इकट्ठा होकर भीड़ लगा लेता है, लेकिन जब यह तरल में स्वतंत्र रूप से तैर रहा होता है तो अंधेरा रहता है।
यह प्रक्रिया इन चुंबकीय गोलों की सतह पर स्थान के लिए एक प्रतियोगिता की तरह काम करती है। जब दूध के नमूने को चुंबकीय गोलों और चमकने वाले ड्रग-ट्रेसर के साथ मिलाया जाता है, तो ट्रेसर अणु गोलों के खाली छेदों को भरने के लिए दौड़ पड़ते हैं, आपस में जुड़ जाते हैं और एक विशिष्ट प्रकाश के तहत चमकते हैं। यदि दूध में वास्तविक सल्फोनामाइड दवाएं मौजूद हैं, तो वे वास्तविक दवाएं उन्हीं छेदों के लिए चमकने वाले ट्रेसर के साथ प्रतिस्पर्धा करती हैं। वास्तविक दवाएं उन स्थानों को जीत लेती हैं, जिससे चमकने वाला ट्रेसर वापस तरल में धकेल दिया जाता है जहाँ वह इकट्ठा नहीं हो सकता और इसलिए चमक नहीं सकता। दूध में जितनी अधिक दवा होगी, चमक उतनी ही कम होती जाएगी। क्योंकि चुंबकीय गोलों को चुंबक के साथ तरल से बाहर निकाला जा सकता है और साफ किया जा सकता है, इसलिए उनका बार-बार उपयोग किया जा सकता है, जो इस परीक्षण को किफायती और टिकाऊ बनाता है।
शोधकर्ताओं ने बीस अलग-अलग प्रकार की सल्फोनामाइड दवाओं के विरुद्ध इस प्रणाली का परीक्षण किया और पाया कि यह उल्लेखनीय रूप से संवेदनशील है। यह विधि इन दवाओं का पता प्रति ट्रिलियन के कुछ हिस्सों जैसे निम्न स्तर पर भी लगा सकती है, जो इतना संवेदनशील है कि दूध के नमूने को पानी के साथ अस्सी गुना पतला करने के बाद भी अवशेषों का पता लगाया जा सके। इस अत्यधिक संवेदनशीलता का अर्थ है कि परीक्षण करने से पहले दूध को जटिल तरीके से संसाधित या साफ करने की आवश्यकता नहीं है; केवल एक साधारण तनुकरण (dilution) ही हस्तक्षेप करने वाले पदार्थों को हटाने के लिए पर्याप्त है। मिश्रण से लेकर परिणाम पढ़ने तक की पूरी प्रक्रिया में केवल सात मिनट लगते हैं। स्थानीय फार्मों और सुपरमार्केट से लिए गए साठ वास्तविक दुनिया के दूध के नमूनों के परीक्षणों में, इस नई पद्धति ने एक विशिष्ट एंटीबायोटिक युक्त नमूने की सही पहचान की, जिसका परिणाम बाद में एक मानक, उच्च-तकनीकी प्रयोगशाला मशीन द्वारा पुष्ट किया गया था।
एंटीबॉडीज या पारंपरिक चमकने वाले रसायनों पर निर्भर पुराने तरीकों की तुलना में, यह नया दृष्टिकोण गति और संवेदनशीलता में एक महत्वपूर्ण छलांग प्रदान करता है। जबकि पारंपरिक चमकने वाले रसायन अक्सर एक साथ भीड़ होने पर अपनी चमक खो देते हैं, यहाँ उपयोग किया गया विशेष अणु वास्तव में भीड़ होने पर अधिक चमकीला हो जाता है, एक ऐसा गुण जिसने शोधकर्ताओं को समान तकनीकों की तुलना में बहुत कम स्तर पर दवाओं का पता लगाने की अनुमति दी। चुंबकीय गोलों का छह बार बिना उनकी दवाओं को पकड़ने की क्षमता खोए पुन: उपयोग किया जा सकता था, जबकि अन्य परीक्षणों में उपयोग किए जाने वाले जैविक एंटीबॉडीज सिंगल-यूज़ वस्तुएं हैं। इस विशिष्ट अनुप्रयोग में एक सिंथेटिक, पुन: प्रयोज्य सामग्री को जैविक उपकरणों से बेहतर प्रदर्शन करते हुए सिद्ध करके, यह अध्ययन नियमित सुरक्षा जाँच के लिए एक व्यावहारिक, कम लागत वाला उपकरण प्रदान करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि स्टोर की शेल्फ पर रखा दूध समय लेने वाली प्रयोगशाला देरी के बिना उपभोक्ताओं के लिए सुरक्षित रहे।
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