Датчик-наноэлектрод. Новая разработка российских ученых поможет диагностировать заболевания на ранней стадии

Высокочувствительный наноэлектрод, который позволяет в реальном времени измерять уровень ионов меди в живых клетках и органах, создали специалисты НИТУ МИСИС. Эта инновация открывает новые возможности для диагностики и мониторинга онкологических и наследственных заболеваний. Кроме того, устройство поможет оценить эффективность новых медьсодержащих лекарств.

Нарушенный обмен меди в организме может вызвать опасные заболевания, включая рак, болезнь Альцгеймера, а также болезни Вильсона-Коновалова и Менкеса. Раннее выявление этих нарушений и мониторинг их развития возможно благодаря точному определению ионов меди в клетках и анализу способности тканей накапливать медьсодержащие соединения.

Традиционные датчики часто повреждают клетки при проведении измерений. Чтобы решить эту проблему, исследователи НИТУ МИСИС разработали универсальный наноразмерный электрохимический сенсор для прецизионного количественного определения меди как в отдельных клетках, так и в 3D-моделях опухолей и органах.

Дисбаланс меди может быть причиной или являться следствием серьезных нарушений в организме. Новый датчик позволяет определять концентрацию ионов металлов быстрее и точнее, чем аналоги. Благодаря размеру наноэлектрода процедура малоинвазивна и безопасна для живых объектов.

• Александр Ерофеев, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией биофизики НИТУ МИСИС

Сенсор состоит из модифицированных углеродом и золотом кварцевых капилляров, и его работа основана на электрохимических реакциях меди, которые фиксируются с помощью циклической вольтамперометрии. Результаты описаны в журнале Analytical Chemistry (Q1).

Наноэлектрод поможет более точно диагностировать заболевание и проанализировать динамику лечения. Кроме того, с помощью датчика можно косвенно оценить эффективность противоопухолевых, противогрибковых и противомикробных лекарственных средств, имеющих в своем составе медь.

• Роман Тимошенко, инженер научного проекта лаборатории биофизики НИТУ МИСИС

Следующий шаг ученых — интегрировать датчик в полноценное миниатюрное устройство, предназначенное для длительного мониторинга металлов в живых организмах.

Фото: НИТУ МИСИС