Ученые из РФ выяснили, как диагностировать различные заболевания в три раза лучше

Российские ученые провели исследование, в результате которого выяснилось, что качество работы пористых полимерных мембран, применяемых для диагностики различных заболеваний, можно значительно улучшить, если пропускать через них образцы биожидкостей при высоком давлении.

По информации, предоставленной пресс-службой Российского научного фонда (РНФ), такой подход позволяет увеличить чувствительность диагностических систем в 2,4-3,4 раза. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Micro.

Пористые полимерные мембраны представляют собой материалы, состоящие из полимерных структур с множеством мельчайших отверстий или пор. Эти поры могут иметь размеры от нанометров до микрометров. Пористые полимерные мембраны обладают свойством пропускать определенные молекулы или частицы, в зависимости от их размера, формы и взаимодействия с материалом мембраны.

"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, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Полимерные мембраны находят широкое применение в медицине для создания диагностических систем, которые способны обнаруживать биомаркеры в образцах крови и других биологических жидкостях. Они используются для выявления различных заболеваний или нарушений в организме. В процессе создания таких систем биотехнологи внедряют антитела в пористые полимерные мембраны, которые селективно взаимодействуют с биомаркерами, позволяя извлекать эти молекулы из образцов биожидкостей.

Исследователи открыли, что эффективность диагностических систем, использующих полимерные мембраны, может быть значительно увеличена путем прохождения образцов через мембраны при высоком давлении. Этот вывод был сделан на основе сравнения движения исследуемых жидкостей через полимерные мембраны при естественном течении и при применении давления.

Для проведения экспериментов ученые подготовили мембраны, способные захватывать молекулы белка альбумина и интерлейкина IL1b, который является одной из сигнальных молекул иммунной системы и играет важную роль в развитии воспалений и аутоиммунных заболеваний. Использование высокочувствительных датчиков интерлейкина позволяет точно диагностировать развитие таких заболеваний с минимальным дискомфортом для пациентов.

В ходе экспериментов исследователи изучали работу мембран как с помощью обычных пробирок, так и с использованием специальной системы, разработанной ими. Эта система позволяла многократно пропускать образцы биожидкостей через мембраны при заданной скорости движения жидкости и контролируемом давлении внутри устройства. С помощью этого устройства авторы исследования сравнили скорость накопления двух биомаркеров внутри мембран при естественном и усиленном движении жидкости.

Эксперименты показали, что прохождение растворов альбумина и интерлейкина под давлением позволяло мембранам улавливать в 2,4-3,4 раза больше молекул биомаркеров по сравнению с естественным прохождением жидкости. Ученые отмечают, что этот показатель можно еще улучшить путем оптимизации давления и скорости движения жидкости через поры мембраны.

"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 Багров.

0 комментариев