Ученые НИТУ МИСИС разработали высокоточный датчик-наноэлектрод, способный в онлайн-режиме измерять концентрацию ионов меди в живых клетках и органах. Разработка, которая открывает новые подходы в диагностике и анализе динамики заболеваний, а также оценке эффективности новых лекарств, описана в статье, опубликованной в научном журнале Analytical Chemistry (Q1).
Нарушение обмена меди в организме может привести к серьезным последствиям, в том числе к раку, болезни Альцгеймера и др. Выявлять эту проблему на ранних стадиях и оценивать ее прогрессирование поможет точное обнаружение ионов меди в клетках, а также оценка способности тканей и органов накапливать медьсодержащие соединения.
Стандартными датчиками невозможно проводить такие процедуры без повреждения клеток. Авторы новой работы решили эту проблему, разработав универсальный наноразмерный электрохимический сенсор для быстрого и точного количественного обнаружения меди. Благодаря размеру наноэлектрода, процедура малоинвазивна и безопасна.
Сенсор состоит из наноразмерных капилляров — полых трубок из кварца, модифицированных углеродом, золотом и соединением для связывания меди. Принцип его работы основан на электрохимической реакции окисления и восстановления меди, считываемой с помощью циклической вольтамперометрии.
Авторы разработки отмечают, что наноэлектрод поможет более точно диагностировать заболевания и анализировать динамику лечения, а также косвенно оценивать эффективность противоопухолевых, противогрибковых и противомикробных препаратов, содержащих медь.
Датчик обладает рядом преимуществ перед существующими аналогами: он более точен, менее инвазивен и обеспечивает более оперативное получение результатов. В перспективе ученые планируют интегрировать датчик в полноценное миниатюрное устройство для длительного мониторинга металлов в живых организмах.
