Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

C точностью до наномоля

Ученые создали универсальный сенсор на аптамерах

Анна Маньшина, N+1

aptamer.jpg
Структура аптамера, связанного с биотином (Fdardel / Wikimedia Commons)

Американские ученые создали миниатюрный универсальный сенсор, который в реальном времени измеряет концентрацию молекул-мишеней в крови бодрствующих лабораторных животных. Такое устройство открывает новые возможности для исследований фармакологии, физиологии и токсикологии лекарственных препаратов. Статья о разработке опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Real-time measurement of small molecules directly in awake, ambulatory animals).

Неспособность непрерывно измерять концентрацию важных веществ непосредственно в живых организмах – одно из ключевых ограничений биоаналитической химии. Конструкция сенсора, способного измерять уровень молекул непосредственно в крови, должна обойти два технических препятствия: измерение не должно быть разделенным на стадии и сенсор должен быть стабилен в крови. Существуют сенсоры, которые обходят технические ограничения и непрерывно определяют уровень отдельных соединений – глюкозы, лактата, серотонина и некоторых других молекул в крови, но они работают на основе специфических реакций молекул-мишеней и не универсальны: для каждого типа молекул нужно изобретать и оптимизировать собственную реакцию.

Одна из перспективных технологий, электрохимический аптамерный датчик, обладает универсальностью, которой лишены реактивные датчики. Его основа – аптамеры, молекулы нуклеиновых кислот длинной несколько десятков нуклеотидов, которые специфически связываются с различными молекулами-мишенями. Благодаря астрономическому числу сочетаний оснований в олигонуклеидной молекуле можно найти аптамер практически к любой произвольной мишени. За счет специфического связывания с мишенью такие датчики также очень устойчивы к засорению при работе в крови.

Ученые из университета Калифорнии взяли аптамерный датчик за основу своей новой разработки. Они создали микрофлюидный чип, который пропускал к датчику только небольшие молекулы, не допуская крупные и медленно движущиеся клетки крови. Для того, чтобы дополнительно защитить сенсор от засорения, они покрыли его биосовместимой мембраной. Защищенный биосенсор ученые использовали для измерения концентрации в крови крыс доксорубицина – известного противоракового препарата. Во время пятичасового мониторинга сенсор продемонстрировал наномолярную точность измерения.

Чтобы показать универсальность сенсора, ученые использовали сменный аптамерный элемент для распознавания другого типа веществ – антибиотиков аминогликозидов. Биосенсор также быстро показал изменение концентрации препарата во время серии инъекций. Сенсор, введенный через катетер в яремную вену, позволил животным двигаться почти беспрепятственно и дал непрерывный доступ к данным о концентрации антибиотика в крови бодрствующего животного.

Этот биосенсор оказался способен быстро и непрерывно считывать информацию об уровне молекул-мишеней в реальном времени, в течение нескольких часов, даже на бодрствующем животном. С таким функционалом фармакологи смогут увидеть как быстро усваивается лекарственный препарат, физиологи – отследить распространение гормонов и метаболитов в крови с новым уровнем точности.

Новый биосенсор в ближайшее время смогут использовать только ученые и медики, однако уже сейчас существуют накожные микрофлюидные чипы, которые могут представлять интерес для спортсменов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 11.01.2017


Читать статьи по темам:

биосенсоры экспресс-диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Карманный спектрометр для параллельной диагностики рака

Американские ученые разработали совместимый со смартфоном спектроскоп, который может одновременно измерять концентрацию маркеров рака в восьми пробах биоматериала.

читать

Биосенсор выявит инфекцию

Устройство способно выявлять бактерии и вирусы при помощи инфракрасного света и может найти широкое применение в крупных транспортных узлах, например, в аэропортах

читать

Экспресс-тест на наркотики для дорожной полиции

Метод выявления запрещенных веществ в слюне может быть использован для выявления не только марихуаны, но также морфина, героина, кокаина и других наркотиков.

читать

ЖК-дисплей на коже

Сверхтонкое и сверхгибкое защитное покрытие позволит разработать накожные дисплеи для визуализации уровня кислорода в крови, частоты сердечного ритма и множества других целей.

читать

Разработан биосенсор для диагностики рака

Созданный сингапурскими исследователями биосенсор может за 15 минут диагностировать рак по анализу состава микроРНК в моче пациента.

читать