Zen
МОСКВА, 5 ноября Уникальный неинвазивный наносенсор для измерения меди в организме в real time создан учеными НИТУ «МИСиС» в составе международной команды. По их словам, это открывает новые возможности для диагностики и лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и рак. Результаты опубликованы в журнале Analytical Chemistry.
Измерение уровня меди в организме играет важную роль в диагностике и лечении заболеваний, связанных с нарушением обмена меди, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Вильсона-Коновалова, болезнь Менкеса, а также различные виды онкологических заболеваний. Кроме того, точное определение содержания меди необходимо для оценки эффективности новых медьсодержащих препаратов и изучения их накопления в тканях организма, сообщили ученые из НИТУ «МИСиС».
Специалисты университета разработали универсальный высокоточный датчик, способный измерять физиологическую концентрацию меди в режиме реального времени. Он успешно применяется для определения содержания меди в различных биологических образцах: от отдельных клеток до целых органов, сообщили исследователи. По их словам, эта разработка открывает новые перспективы для диагностики и мониторинга заболеваний, связанных с нарушением обмена меди.
По словам ученых, новый датчик имеет ряд преимуществ перед существующими аналогами: он более точен, выдает результаты в режиме реального времени и делает процедуру измерения менее инвазивной.
Уникальность разработки заключается в создании первого универсального датчика наноразмеров, способного проводить измерения как в микроскопических объектах, так и в 10-100 мкм и в целых органах, пояснили авторы исследования. Другие существующие датчики, как правило, создавались для решения конкретных задач и имели существенно большие габариты, что существенно ограничивало возможности их применения, особенно в биомедицинских исследованиях.
«Раньше для проведения подобных исследований требовалось большое количество животных, поскольку процедура измерения была инвазивной и требовала взятия образцов тканей в несколько моментов времени. Новый датчик позволяет проводить многократные измерения на одних и тех же животных, что значительно сокращает количество необходимых подопытных животных и повышает точность и полноту получаемых данных», — рассказал инженер Научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ «МИСиС» Роман Тимошенко.
По его словам, разработка уже сегодня позволяет более точно контролировать уровень меди при изучении заболеваний, связанных с нарушением обмена меди.
В исследовании использовались наноразмерные кварцевые капилляры, модифицированные углеродом, золотом и специальным соединением для специфического связывания меди. Принцип детекции основан на электрохимической реакции окисления и восстановления меди, регистрируемой с помощью циклической вольтамперометрии.
«На протяжении ряда лет коллектив ученых НИТУ «МИСиС» под руководством заведующего лабораторией биофизики Александра Ерофеева создает инновационные технологии для медицины, которые в будущем позволят упростить диагностику и лечение различных наследственных и онкологических заболеваний. Новый высокоточный датчик для измерения уровня меди в организме, разработанный нашими учеными, имеет ряд преимуществ перед существующими аналогами: он более точен, менее инвазивен и обеспечивает более быстрые результаты», — отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
На следующем этапе перед учеными стоит задача интеграции сенсора в полноценный малогабаритный прибор, предназначенный для длительного мониторинга металлов в живых организмах.