MMTWENTY yang direka bentuk sebagai peranti elektrokimia mudah alih khusus untuk pengesanan asid urik menggunakan protein mini menyerupai urikase natif  (mp20) dikapsulkan dalam mikroliang ZIF-8 sebagai bioreseptor yang difabrikasi pada permukaan grafin oksida terturun/elektrod karbon bercetak skrin (rGO/SPCE) sebagai transduser, yang kemudiannya menukar proses biopengecaman kepada isyarat yang boleh diukur dan kemudian dipaparkan pada skrin peranti

Terdapat beberapa kaedah analitik sedia ada yang telah dikenali baik, seperti kromatografi cecair berprestasi tinggi (HPLC), spektrofotometri, elektrokimia dan analisis suntikan aliran.

Walau bagaimanapun, sesetengah teknik tersebut adalah terlalu canggih, rumit dalam penyediaan sampel, mahal dan memakan masa, yang mengehadkan penggunaannya dalam makmal klinikal. Teknik elektrokimia adalah salah satu pendekatan terbaik yang boleh digunakan untuk meminimumkan kekurangan, dan kesederhanaan, tindak balas yang cepat dan tepat menjadikannya diterokai secara meluas untuk pembangunan point of care tests (POCTs).

 

Penggunaan enzim urikase natif untuk pembinaan biosensor elektrokimia asid urik adalah lebih baik kerana elemen biopengiktirafan mampu menyediakan tapak pengikat tertentu dan mengenali molekul yang disasarkan. POCT asid urik yang tersedia secara komersil juga bergantung kepada aktiviti pemangkin urikase yang diimibolisasi pada elektrod. Walau bagaimanapun, terdapat dua kelemahan utama dalam pengggunaan enzim natif dalam sistem: (i) kos pengeluaran berskala besar yang tinggi dan (ii) ketidakstabilan ketika di dalam keadaan yang tidak sesuai seperti suhu tinggi, pH yang tidak sesuai dan pelarut organik, yang boleh menyebabkan denaturasi enzim. Sebagai contoh, EasyTouch-GU, UASure, BeneCheck TM Plus dan HumaSens-Plus ialah beberapa produk POCT yang tersedia di pasaran untuk tujuan pemantauan. Walau bagaimanapun, beberapa produk tersebut didapati tidak mesra pengguna dengan kurang ketepatan kerana memerlukan beberapa percubaan untuk mendapatkan ketepatan yang lebih baik.

 

Oleh yang demikian, untuk menangani kekangan tersebut, protein mini (mp20) menerupai urikase digunakan sebagai pengganti bagi struktur natif. Ia adalah molekul kecil terdiri daripada 20 asid amino yang mampu berinteraksi dengan asid urik, dengan sifat spektroskopi yang serupa dengan bahagian asalnya, malah lebih stabil, selektif dan jimat untuk dihasilkan dan digunakan. Kestabilan protein mini 20 boleh dipertingkatkan dengan mengkapsul mp20 dalam kerangka organik logam (MOF). Disebabkan oleh bahan berliang dan kapasiti pemuatan yang tinggi, MOF adalah sokongan yang baik untuk enzim. MOF mampu melindungi enzim daripada denaturasi dan meningkatkan aktiviti dan kestabilan enzim.

 

Kelebihan

• Peranti mudah alih MMTWENTY, yang mengadaptasi kaedah elektrokimia untuk pengesanan asid urik, mampu menawarkan pendekatan yang mudah, pantas, sensitif dan tidak rumit berbanding dengan teknik konvensional.

 

• Elektrod telah dihasilkan melalui fabrikasi yang mudah menggunakan protein mini menyerupai urikase (mp20) sebagai bioreseptor berbanding urikase natif, kerana ianya lebih stabil dan kos efektif untuk digunakan dengan kekhususan yang sama terhadap asid urik.

 

• Penggunaan protein mini (mp20) yang dikapsulkan dalam keliangan ZIF-8 yang tinggi sebagai bioreseptor mampu menawarkan kestabilan yang lebih baik yang dapat memanjangkan jangka hayatnya.

 

• Peranti mudah alih MMTWENTY, yang dibina untuk pengesanan sensitif pada julat asid urik yang rendah, boleh berfungsi sebagai peranti untuk tujuan pemantauan awal.
• Elektrod yang difabrikasi yang khusus disasarkan pada asid urik boleh dihasilkan semula pada kos lebih rendah.

 

Dr Shahrul Ainliah Alang Ahmad
Fakulti Sains
Emel  : ainliah@upm.edu.my

Tarikh Input: 30/06/2022 | Kemaskini: 30/06/2022 | asrizam