La surveillance en temps réel des biomarqueurs clés est une condition préalable critique pour le diagnostic précoce des maladies et la thérapie personnalisée. La détection précoce de la déficience de la fonction hépatique repose particulièrement sur la mesure de l'alanine sérique aminotransférase (ALT). Cependant, les méthodes conventionnelles, y compris les tests électrochimiques, colorimétriques et basés sur la fluorescence, souffrent souvent d'une complexité opérationnelle, d'un coût élevé et d'une sensibilité limitée, ce qui les rend inadéquates pour des besoins « rapides, en temps réel et à faible coût » dans la surveillance peropératoire clinique ou la gestion de la santé à domicile. Par conséquent, le développement d'une stratégie de détection d'ALT nouvelle, pratique et très sensible a une valeur clinique et un potentiel d'application significatifs.
Récemment, l'équipe de recherche dirigée par le professeur Hanyang Li à Harbin Engineering University a intégré des microcaves de cristal liquides fonctionnalisées (LC) avec une technologie laser en mode galent (WGM) pour établir une nouvelle plate-forme de biosensage en temps réel (figure 1), permettant une détection hautement sensible d'ALT.
Construction d'un capteur de microcavité LC fonctionnalisé
L'équipe a introduit l'acide stéarique comme molécule fonctionnelle dans les microcavités LC. Tirant parti de ses propriétés sensibles au pH, le système peut générer une réponse optique prononcée aux variations de pH induites par la réaction enzymatique catalysée par l'ALT. Ces modifications de pH modifient les conditions d'ancrage interfaciales, entraînant des transitions réversibles des molécules LC entre les configurations radiales et bipolaires. Les changements d'orientation moléculaire résultants modulent directement l'indice de réfraction effectif de la microcavité, induisant ainsi un décalage rouge mesurable dans la longueur d'onde de résonance laser WGM. Ce mécanisme permet la détection optique sans étiquette en temps réel de l'activité enzymatique ALT.
Détection in vitro et in vivo
La plage de référence normale pour l'ALT est généralement de 0 à 40 U / L, avec des seuils critiques à 40, 80 et 200 U / L étant particulièrement pertinents pour le diagnostic précoce des lésions hépatiques. Les résultats expérimentaux ont démontré une corrélation hautement linéaire entre la concentration d'ALT (0-240 U / L) et le temps d'achèvement de la réaction, atteignant une sensibilité de 0,67 s / (U / L). Sur la base du temps d'achèvement de la réaction et de la dynamique des pics spectraux, la plate-forme permet une évaluation graduelle des lésions hépatiques légères (40-80 U / L), modérées (80-200 U / L) et sévères (> 200 U / L), fournissant un cadre quantitatif pour une évaluation plus raffinée de la fonction hépatique.
Pour valider davantage l'applicabilité clinique de l'approche de biodétection ALT proposée, des tests in vivo ont été effectués en utilisant du sérum de souris. Les résultats ont montré un excellent accord avec les kits de test ALT commerciaux, démontrant en outre l'aspect pratique de la plate-forme et le potentiel de traduction clinique.
