Исследователи из Сколковского института науки и технологий разработали прототип флуоресцентного сенсора для постоянного мониторинга концентрации кортизола в организме человека в режиме реального времени. Разработка может использоваться для контроля различных патологических состояний. Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Talanta.
Кортизол, известный также как «гормон стресса», — это стероидный гормон, играющий важную роль в регулировании уровня глюкозы, артериального давления и многих физиологических процессов в организме человека, в том числе воспалительных. Изменение уровня кортизола может быть признаком заболеваний.
До сих пор нет достаточно точных и надежных методов для непрерывного мониторинга уровня кортизола in vivo. Существующие лабораторные методы, в частности твердофазный иммуноферментный анализ, обеспечивают необходимую надежность результата, но требуют предварительной подготовки образцов, что не позволяет использовать их в режиме реального времени.
«Во-первых, мониторинг уровня аналитов in vivo сам по себе является непростой задачей. Во-вторых, молекула кортизола относительно невелика. Наконец, забор образцов крови — процедура, вызывающая стресс как у животных, так и у людей, а в стрессовом состоянии концентрация кортизола повышается, и результат анализа оказывается недостоверным. Задача исследования — разработать имплантируемый сенсор для контроля кортизола непосредственно в кровотоке», — рассказал один из авторов статьи, профессор Сколтеха и Университета Северного Техаса Владимир Драчев.
Он и его коллеги из Центра Сколтеха по проектированию, производственным технологиям и материалам (CDMM) совместно с группой биологов под руководством Юрия Котелевцева создали прототип иммуносенсора с использованием наночастиц золота для контроля уровня кортизола. Молекулы кортизола связали в комплекс с бычьим сывороточным альбумином и «пришили» флуоресцентную метку. Затем эти комплексы соединили со специфическими антителами к кортизолу и разместили на «наноостровках» из золота на сенсоре, усиливающем сигнал.
Содержащийся в исследуемом образце свободный кортизол вытеснял комплексы в сенсоре и занимал центры связывания с антителами. Концентрацию кортизола в образце измеряли по уровню флуоресценции.
Тесты показали, что новый сенсор способен регистрировать минимальный уровень кортизола — 0,02 микрограмма на миллилитр, что соответствует нормальному уровню гормона в плазме крови человека.
«Нам необходимо разработать имплантируемый сенсор с полупроницаемой мембраной, отделяющей небольшие молекулы типа кортизола от белков и других составляющих биологической жидкости — крови, слюны, внутритканевой жидкости. Подобные устройства для измерения глюкозы уже существуют. Для создания имплантируемого сенсора еще предстоит решить ряд сложных задач», — отмечает Драчев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
