Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Ученые создали универсальный сенсор на аптамерах

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.



Ученые создали универсальный сенсор на аптамерах
Структура аптамера, связанного с биотином

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.

Автор: Анна Маньшина

Ссылка на источник

Tags: биотехнология, диагностика, изобретения, инструменты и методы, исследования, наука
Subscribe

Posts from This Journal “биотехнология” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments