Новости химической науки > Простые биосенсоры для мониторинга иммунных заболеваний

Совместная работа исследователей из США и Италии позволила разработать новый сенсор, который позволяет следить за развитием аутоиммунных заболеваний, значительно сокращая время анализа, и не требует реагентов.

Гибкость проб ДНК изменяется за счет связывания с антителом, это приводит к изменению отклика сенсора. (Рисунок из Chem. Commun., 2010, DOI: 10.1039/b922595a)

От аутоиммунных заболеваний (к ним относится, например, любимая Грегори Хаусом волчанка lupus erythematosus) страдает более пяти миллионов людей по всему миру. Аутоиммунные заболевания заключаются в том, что организм начинает бороться сам с собой и производить антитела к собственной ДНК. Хотя количественный анализ содержания таких антител в кровеносной системе крайне важен для определения степени опасности заболевания и принятия соответствующего врачебного решения, существующие методы количественного измерения содержания антител, как, например, иммуносорбентный анализ закрепленными ферментами [enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)] может быть осуществлен лишь опытными специалистами в области медицины, и требует нескольких часов или даже дней для получения результата.

Франческо Риччи с соавторами разработал биосенсорный электрод, который способен к быстрому определению антител к ДНК. Для изготовления сенсора была использована короткая последовательность одноцепочечных молекул, с одного конца модифицированных окислительно-восстановительной меткой. С другого конца с цепочкой ДНК был связан тиольный фрагмент, служивший для образования прочной связи с поверхностью электрода из золота.

Для более эффективного переноса электронов необходимо, чтобы ДНК изогнулась таким образом, чтобы окислительно-восстановительная проба вступила в контакт с поверхностью электрода. При связывании с ДНК сенсора антител, содержавшихся в пробе, проба теряет гибкость и понижает эффективность взаимодействия окислительно-восстановительной метки с электродом. Такое взаимодействие препятствует нормальному переносу электронов между пробой и электродом, понижая силу электрического тока.

Арбен Меркоч (Arben Merkoçi), специалист по биосенсорам из Каталонского Института Нанотехнологии (Испания) отмечает, что новая работа представляет собой демонстрацию принципиальных возможностей очень интересной альтернативы для детектирования антител к одно- и двухцепочечным ДНК. Новый метод является основой для разработки новых систем для поиска новых аналитов, количественное обнаружение которых важно для многих случаев, связанных с клинической практикой.

Риччи надеется оптимизировать устройство сенсора и коммерциализировать новую технологию. Он подчеркивает, что возможность использования дешевых миниатюризированных сенсоров и портативного исследовательского оборудования для экспрессного изучения большого количества образцов делает электрохимический подход очевидно преимущественным в сравнении с существующими методиками и, скорее всего, именно прогресс электрохимических методов анализа является наиболее подходящим направлением для дальнейшего развития систем клинической экспресс-диагностики.

Источник: Chem. Commun., 2010, DOI: 10.1039/b922595a

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #нанотехнологии, #химия поверхности, #химия полимеров