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Nanoparticelle per diagnosticare il Parkinson

Glutammato e dopamina su cellule nervose


Nanoparticelle di carbonio alternato a submicroparticelle di silicato hanno permesso di creare sensori per l'analisi della dopamina, per creare rilevatori rapidi ed economici per ambulatori

Uno dei problemi che colpiscono il sistema nervoso umano è la carenza di dopamina. Ma l'analisi della concentrazione di dopamina è costosa e richiede sofisticate apparecchiature che non sono disponibili in uno studio medico. Un team di scienziati polacchi ha ora sviluppato un metodo che permette la rilevazione della dopamina nelle soluzioni in modo facile ed economico, anche in presenza di interferenze. Lo studio è un risultato del progetto NOBLESSE ("Nanotechnology, biomaterials and alternative energy source for the European Research Area (ERA)"), finanziato con 3,3 milioni di euro attraverso il tema "Regioni della conoscenza" del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE. I risultati sono pubblicati nella rivista Biosensors and Bioelectronics.

Per ottenere il risultato desiderato, gli scienziati dell'Istituto di chimica fisica dell'Accademia polacca delle scienze (IPC PAS), a Varsavia, hanno rivestito nuovi elettrodi con nanoparticelle di carbonio depositate su submicroparticelle di silicato. Hanno applicato gli elettrodi in modo da determinare la concentrazione di dopamina nelle soluzioni in presenza di acido urico e ascorbico, e di paracetamolo, sostanze che intralciano l'analisi della dopamina.

Questo metodo recente per rilevare la dopamina potrebbe spianare la strada per sviluppare esami clinici rapidi ed economici che i medici possono usare anche nei loro ambulatori.
Queste informazioni aiuteranno i medici a determinare la probabilità di un paziente di soffrire di disturbi del sistema nervoso comuni, tra cui il morbo di Parkinson.

I ricercatori hanno sviluppato gli elettrodi alternando strati di submicroparticelle di silicato e nanoparticelle di carbonio. Secondo il team, la dimensione delle submicroparticelle di silicato vanno da 100 nanometri a 300 nanometri (parte miliardesima di un metro). Essendo non conduttrici, sono utilizzate solo come quadro per estendere la superficie dell'elettrodo. Le nanoparticelle di carbonio, che vanno da 8 nanometri e 18 nanometri, rivestono densamente le particelle di silicato che formano la superficie di lavoro effettivamente conduttrice.

"Le nanoparticelle di carbonio hanno gruppi funzionali a carica negativa, e i silicati ne hanno a carica positiva", spiega Anna Celebanska, dottoranda dell'IPC PAS. "Le interazioni elettrostatiche tra loro sono molto forti. Abbiamo controllato che dalla ripetizione multipla dell'immersione, sulla superficie dell'elettrodo può essere ottenuto un "sandwich" composto da un massimo di 24 strati".

Gli scienziati hanno applicato i nuovi elettrodi per il rilevamento della dopamina nelle soluzioni. Gli elettrodi rivestiti di nanoparticelle di carbonio vengono posizionati all'interno di una soluzione contenente dopamina e viene poi applicato il potenziale elettrico. Dicono che la dopamina è elettrochimicamente attiva e può essere ossidata regolando il valore potenziale.

"I risultati dei test completati sono stati molto buoni", dice la Celebanska. "Il nostro metodo è tra i metodi più sensibili per il rilevamento della dopamina; permette di rilevare concentrazioni di dopamina di appena 10-7 mole per litro, in presenza di interferenze a concentrazioni fino a 10-3 mole per litro".

Commentando i risultati dello studio, il professor Marcin Opallo dice: "Il metodo ha una soglia di rilevamento naturale e per questo possiamo stabilire una carenza di dopamina nell'organismo. Quanto è grande il deficit reale? Al momento non possiamo rispondere a questa domanda. Ci auguriamo, comunque, un ulteriore aumento della sensibilità del metodo".

Fonte: Cordis (02/12/2011)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: nano, Parkinson, elettrodi, carbonio, silicato, dopamina
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