Российские и зарубежные ученые разработали высокоточный датчик-наноэлектрод, которым можно в режиме реального времени измерять концентрацию ионов меди в живых клетках и целых органах. Разработка открывает новые подходы в диагностике и анализе динамики онкологических и наследственных заболеваний. Кроме того, сенсор позволит оценивать эффективность новых лекарственных препаратов, содержащих медь. Исследование опубликовано в журнале Analytical Chemistry, сообщает пресс-служба НИТУ МИСИС.
Нарушение обмена меди в организме может привести к серьезным последствиям, в том числе к раку и болезням Альцгеймера, Вильсона — Коновалова, Менкеса и так далее. Выявить патологию на ранних стадиях и проанализировать ее прогрессирование поможет точное обнаружение ионов меди в клетках, а также оценка способности тканей и органов накапливать медьсодержащие соединения.
Стандартными датчиками невозможно проводить процедуры без повреждения клеток организма. Исследователи решили эту проблему, разработав универсальный наноразмерный электрохимический сенсор для точного количественного обнаружения меди не только в отдельных клетках, но и в 3D-моделях злокачественных образований, реальных опухолях и целых органах.
«Дисбаланс меди может быть причиной или являться следствием серьезных нарушений в организме. Новый датчик позволяет определять концентрацию ионов металлов быстрее и точнее, чем аналоги. Благодаря размеру наноэлектрода процедура малоинвазивна и безопасна для живых объектов», — отметил Александр Ерофеев, заведующий лабораторией биофизики НИТУ МИСИС.
Сенсор состоит из наноразмерных капилляров — полых трубок из кварца, модифицированных углеродом, золотом и соединением для связывания меди. Принцип работы основан на электрохимической реакции окисления и восстановления меди, считываемой с помощью циклической вольтамперометрии.
«Наноэлектрод поможет более точно диагностировать заболевание и проанализировать динамику лечения. Кроме того, с помощью датчика можно косвенно оценить эффективность противоопухолевых, противогрибковых и противомикробных лекарственных средств, имеющих в своем составе медь», — рассказал инженер научного проекта лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Роман Тимошенко.
В дальнейшем ученые планируют интегрировать датчик в полноценное миниатюрное устройство, предназначенное для длительного мониторинга металлов в живых организмах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
