Новости

15 июня, 2023 12:39

Исследователи выяснили, как диагностировать заболевания в три раза лучше

Источник: ТАСС.Наука
Российские ученые выяснили, что качество работы пористых полимерных мембран, используемых для диагностики различных заболеваний, можно улучшить, если пропускать через них образцы биожидкостей под высоким давлением. Это позволит повысить чувствительность диагностических систем в 2,4-3,4 раза, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Micro.
Фотография мембраны. Источник: Дмитрий Багров
«Наши результаты открывают перспективы для разработки высокоточных датчиков на основе пористых полимерных мембран. Предложенный подход можно масштабировать для анализа образцов относительно большого объема и собирать интересующий нас белок, присутствующий в пробе в малой концентрации», - заявил ведущий научный сотрудник МГУ (Москва) Дмитрий Багров.
Полимерные мембраны сейчас активно применяются в медицине для создания диагностических систем, которые улавливают биомаркеры в образцах крови и других биологических жидкостях. Их используют для выявления болезней или сбоев в работе организма. Для этого биотехнологи вставляют в подобные мембраны антитела, способные избирательно соединяться с биомаркерами, что позволяет извлекать эти молекулы из проб биожидкостей.

Авторы работы выяснили, что эффективность диагностических систем на базе подобных мембран можно повысить в несколько раз, если пропускать через них образцы под достаточно высоким давлением. Ученые пришли к такому выводу, сравнив, как исследуемые жидкости движутся через полимерные мембраны естественным путем и при приложении давления.

Простое улучшение работы мембран

Для проведения опытов ученые подготовили мембраны, способные улавливать молекулы белка альбумина и интерлейкина IL1b, одной из сигнальных молекул иммунной системы, играющей важную роль в развитии воспалений и аутоиммунных заболеваний. Высокочувствительные датчики интерлейкина позволят очень точно диагностировать развитие подобных болезней с минимальным дискомфортом для пациентов.



Схема эксперимента. Источник: Дмитрий Багров

Исследователи проверили работу мембран в ходе экспериментов, которые они проводили как при помощи обычных пробирок, так и при помощи созданной ими системы, которая позволяла многократно пропускать пробы биожидкостей через мембраны при четко заданной скорости движения жидкости и давлении внутри устройства. С помощью этого устройства авторы работы сравнили скорость накопления двух биомаркеров внутри мембран при естественном и форсированном движении жидкости.

Эти опыты показали, что пропускание растворов альбумина и интерлейкина под давлением позволяло мембранам улавливать в 2,4-3,4 раза больше молекул биомаркеров, чем это происходило при естественном прохождении жидкости. Этот показатель, как отмечают ученые, можно дополнительно улучшить, если подобрать оптимальное давление и скорость движения жидкости через поры.

«Мы считаем, что наш подход может быть применен к мембранам из других материалов, например, из нитроцеллюлозы, и к другим биохимическим системам. В ближайшее время мы планируем использовать наши методики для обнаружения мелатонина - гормона, который регулирует циклы сна и бодрствования», - подытожил Дмитрий Багров.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
21 июня, 2024
Ученые СФУ смоделировали процессы кислородного сжигания «грязных» отходов
Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) в Красноярске разработали технологию получения д...
20 июня, 2024
Гипоксия плода и стресс матери могут приводить к никотиновой зависимости
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии им. И.П. Павлова ...