Ученые из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга создали имплантируемый биосенсор на основе наночастиц золота. Новый датчик может находится под кожей в течение несколько месяцев и сообщать об изменении концентраций важных биомаркеров в организме. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
Идея имплантируемых датчиков, которые показывали бы уровень важных биомаркеров, отражающих здоровье человека, всегда очаровывала врачей и ученых. Такие биосенсоры позволили бы непрерывно отслеживать прогрессирование заболеваний и эффективность лечения. Однако существующие на сегодняшний день датчики могут находится в теле не более нескольких недель или даже дней, так как организм отторгает их. Также есть проблемы с оптической стабильностью биосенсоров.
Немецкие ученые создали биосенсор на основе наночастиц золота, модифицированных молекулами-рецепторами для распознавания определенных химический соединений: лекарств, биомаркеров различных болезней. В данном исследовании ученые с помощью нового биосенсора следили за изменением концентрации антибиотика канамицина у безволосых крыс.
«Наш датчик похож на невидимую татуировку размером не больше пенни и тоньше одного миллиметра», — рассказал один из авторов статьи, профессор Майнцского университета Карстен Зеннихсен.
Чтобы модифицированные золотые наночастицы не «уплыли» и не были утилизированы иммунными клетками, их заключили в пористый гидрогель на основе полигидроксиэтилметакрилата, благодаря которому после имплантации под кожу организм не отторгал датчик как инородный объект.
Наночастицы золота поглощают свет в инфракрасном диапазоне, не видимом для глаза, а затем излучают его, а спектры регистрируется специальным оптическим прибором.
В своей работе ученые следили за изменением спектров наночастиц после введения крысам различных доз антибиотика. Когда молекулы лекарства с кровотоком достигали датчика, они связывались со специфическими рецепторами на поверхности наночастиц, что вызывало изменение спектральных характеристик в зависимости от концентрации лекарства.
Благодаря хорошо принимаемой организмом полимерной матрице и стабильности золотых наночастиц биосенсор смог функционировать под кожей крыс в течение нескольких месяцев. Исследование поможет продлить срок службы биосенсоров, которые могут применяться при разработке лекарственных препаратов и лечении хронических заболеваний.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
