帕金森氏症用藥調整快速居家檢測：使用酵素呈色法偵測血液中的左旋多巴
110年05月10日
【本篇報導由化學系 葉怡均教授研究團隊提供】 帕金森氏症是一種神經系統疾病，主要影響運動的進行性。左旋多巴為人體內合成多巴胺的前驅物，被廣泛用來治療帕金森氏症，但因為此類藥物所伴隨的副作用，在臨床上常需要隨病情調整用藥，因此衡量患者體內左旋多巴的濃度是眾多研究學者關心的議題。現今發展出數種偵測左旋多巴濃度的方法，像是電化學檢測及液相層析等，但仍存在一些限制。本研究中，主要針對快速居家檢測為目標，開發了一簡單酵素呈色比色法，透過氧化酶選擇性辨識並氧化左旋多巴，最終形成一肉眼可辨識的黃色產物，可藉由顏色強度回推左旋多巴的濃度，因此可以快速及簡易的推估檢體中左旋多巴濃度，期許能作為藥物調劑的指標及參考。 帕金森氏症是一種複雜的腦部疾病，主要影響運動的進行性，因此臨床上，醫師會根據患者的動作發展及神經學檢查，來做判斷及診斷。根據統計，年紀65歲以上的民眾罹患率約1-2%，以此推測臺灣估計有超過四萬人以上有帕金森氏症的困擾。帕金森氏症是一種原因複雜的腦部神經元退化，當大腦中的神經細胞受損或死亡時，便無法製造及發送用來傳遞信息的化學物質（多巴胺），如此，與其相關之運動信號就不能傳遞；另外，大腦中有一種稱為乙醯膽鹼的化學分子也受多巴胺的調控，當多巴胺數量不足時，乙醯膽鹼數量就會過多，此兩種化學物質間的平衡發生異常，便導致許多患者出現的震顫和肌肉僵直的症狀。現今帕金森氏症的治療多集中在增加多巴胺的分泌上，因此目前主要投引的藥物為左旋多巴，透過酵素催化形成多巴胺，來補足多巴胺的缺失，但因為此類藥物所伴隨的副作用（例如：導致幻覺或意識混亂），在臨床上常需要嚴格監控，並隨病情調整用藥。過去多種監測方法中，均需要長時間以及貴重儀器才能有效監控，對於患者在居家病情管理並不容易，因此本研究開發出的酵素比色法，期許能夠克服上述限制，同時也具有良好的檢測能力。 本實驗所設計之比色法生物感測器，主要是藉由甜菜醛胺酸的產生來檢測左旋多巴，甜菜醛胺酸的產生會有明顯肉眼可見的黃色，透過吸收光譜可以明顯的在430 nm波長觀察到特徵峰。針對結構相似的其他神經傳導物質（像是多巴胺、腎上腺素、去甲基腎上腺素、和一些代謝產物中間體等）進行選擇性實驗，證明此方法對左旋多巴有良好的選擇性。確立所設計的感測器對於分析物有良好的選擇性後，即可進一步測試在不同濃度的待測物所得吸收值的關係，在 5-500 μM 濃度範圍內呈色與濃度呈現良好的線性關係，偵測極限為 2.8 μM 。接下來透過醛胺縮合的化學反應，我們將黃色甜菜醛胺酸轉換為具有綠螢光及紅螢光的衍生物，藉此增強檢測的靈敏度並降低檢體的背景干擾。 簡而言之，本研究成功的開發出快速檢測的比色生物感測器，並透過實驗證明其靈敏度以及高選擇性。此類的酵素呈色方法，是一個相當值得發展的領域，因為不需攜帶儀器、不用專業人員，即可達到即時檢測的目的。 原文出處：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400519309189