Прибор для оперативного обнаружения повреждений клеток, способствующих старению и вызывающих рак и другие болезни, разработали ученые из Санкт-Петербурга.
Это устройство превосходит по точности ранее известные методы анализа в полтора-два раза и служит основой для разработки экспресс-тестов нового поколения.
В результате курения, злоупотребления алкоголем, вдыхания загрязненного воздуха, хронических заболеваний и ряда других факторов в организме человека скапливаются активные формы кислорода. В избытке эти частицы наносят вред белкам и ДНК, вызывая окислительный стресс — состояние, которое ускоряет старение и увеличивает риск развития онкологических заболеваний, а также заболеваний головного мозга, сердца и сосудов.
Для диагностики окислительного стресса научная группа из Санкт-Петербурга применила явление хемилюминесценции — испускание света в процессе химической реакции. В качестве индикатора используется люминол — вещество, которое начинает светиться при взаимодействии с активными формами кислорода.
Ученые создали микрофлюидный чип — устройство, в котором люминол и раствор со свободными радикалами проходят через микроканалы с особым рельефом, который дробит и быстро смешивает жидкости. Это позволяет быстро и точно определить уровень активных форм кислорода в организме.
По словам авторов, разработанный прибор способен измерить уровень активного кислорода в экспериментальной смеси с точностью в полтора-два раза выше, чем метод с ручным смешиванием реагентов.
Сфера применения хемилюминесцентного анализа не ограничивается медициной. Метод может быть использован, например, в криминалистике для обнаружения скрытых следов крови.
«Наше устройство открывает путь к созданию нового поколения аналитических инструментов для разнообразных биомедицинских задач, например, для проведения экспресс-анализов у пациентов по капле крови и оценки эффективности терапии онкологических заболеваний. В будущем мы планируем улучшать режимы управления потоками в микроканалах, что позволит более детально анализировать динамику протекающих процессов», — отметил участник проекта, инженер-исследователь Международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО Глеб Симоненко.
Исследование проводилось учеными из Университета ИТМО, Санкт-Петербургского академического университета имени Ж. И. Алферова РАН и Института аналитического приборостроения РАН. Результаты опубликованы в журнале Microchemical Journal.
Фото: hi-tech.mail.ru