Химики МГУ разработали систему для домашнего мониторинга нейрозаболеваний
Систему определения ультранизких количеств дофамина, адреналина и норадреналина в крови разработали химики МГУ, 14 декабря сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу университета.
Такая система, установленная в портативных переносных устройствах, может использоваться для быстрого и точного мониторинга в режиме «point-of-care» (у постели больного) нейромедиаторного обмена в организме человека. Результаты исследования разработанной системы авторы опубликовали в журнале Microchimica Acta.
Нейромедиаторы в организме человека отвечают за регулирование множества процессов в работе сердечно-сосудистой, нервной и эндокринной систем. Это позволяет использовать нейромедиаторы и их метаболиты в качестве молекулярных маркеров — соотношение их в организме может сигнализировать о риске развития различных заболеваний или об уже возникшем патологическом процессе.
Руководитель исследования, профессор кафедры аналитической химии химфака МГУ Ирина Веселова рассказала:
«Для получения сведений о здоровье человека необходимо определять концентрации сразу нескольких нейромедиаторов в одной пробе. Информации об одной концентрации оказывается недостаточно, необходимо знать их соотношение. Это значит, что метод определения должен быть мультиплексным, позволять определять сразу несколько аналитов в одной пробе, но в то же время очень чувствительным».
Поскольку начало некоторых заболеваний происходит при концентрациях нейромедиаторов на несколько порядков ниже, чем позволяют определить классические аналитические методы, это потребовало от ученых разработки подходов, значительно снижающих существующие пределы обнаружения таких маркеров.
«В данной работе мы предложили использовать новый вариант поверхностно-усиленной спектроскопии комбинационного рассеяния, — сообщила Ирина Веселова. — Ее также называют „методом оптических отпечатков“, поскольку она позволяет различать соединения, которые очень похожи между собой».
Проблему количественного определения маркеров авторы решили, дополнив этот метод индикаторной системой, с помощью которой молекулы на поверхности ориентируются нужным образом.
Систему назвали «MIRRACLE» (Molecular Immobilization and Resonant Raman Amplification by Complex-Loaded Enhancers, «Молекулярная иммобилизация и резонансное рамановское усиление комплексно нагруженными усилителями»).
Такое название она получила за способность настолько усиливать сигнал от нейромедиаторов, что появляется возможность определять их концентрацию на уровне ниже миллиардных долей моля в литре. Это позволило снизить известный предел их обнаружения на 1–2 порядка.
Ирина Веселова пояснила: «В нашем варианте за счет хорошо подобранных условий работы и состава поверхности можно получать не только селективный, но и воспроизводимый сигнал. Это открывает пути к портативным системам, с помощью которых мы сможем мультиплексно определять нейромедиаторы в биологических объектах».
Такие системы предоставляют возможность облегчить в будущем прецизионную диагностику нейроэндокринных опухолей и нейродегенеративных заболеваний.
В планах исследователей дополнить систему возможностью определения концентрации нейромедиаторов в слюне и слезах, что сделает медицинскую диагностику неинвазивной. Предполагается также расширить круг исследуемых биологических объектов до живых клеточных структур.
