Химики МГУ создали портативную систему для определения концентрации нейромедиаторов в крови
Учёные МГУ разработали систему определения ультранизких количеств дофамина, адреналина и норадреналина в крови. Использовать её можно в портативных устройствах и проводить мониторинг в режиме point-of-care («у постели больного», в домашних условиях).
Нейромедиаторы регулируют множество процессов, связанных с деятельностью сердечно-сосудистой, нервной и эндокринной систем. Нейромедиаторы и их метаболиты служат молекулярными маркерами, их соотношение в организме может указывать на склонность к развитию различных заболеваний или сигнализировать об уже происходящих нарушениях, поясняют в МГУ.
При этом развитие некоторых заболеваний начинается при концентрациях нейромедиаторов на несколько порядков ниже, чем можно определить классическими аналитическими методами.
«Мы предложили использовать новый вариант поверхностно-усиленной спектроскопии комбинационного рассеяния, — рассказывает руководитель исследования, профессор кафедры аналитической химии химического факультета МГУ Ирина Веселова. — Её также называют «методом оптических отпечатков», поскольку она позволяет различать соединения, которые очень похожи между собой».
В МГУ отмечают, что спектроскопия хорошо справляется с качественным анализом, но по-прежнему остаются проблемы количественного анализа, особенно в матрицах сложного состава, к которым относятся биологические объекты.
Для решения проблемы количественного определения авторы дополнили этот метод индикаторной системой, которая правильно ориентирует молекулы на поверхности. Разработанную систему назвали MIRRACLE (Molecular Immobilization and Resonant Raman Amplification by Complex-Loaded Enhancers) за её способность усиливать сигнал от нейромедиаторов, что позволяет проводить определение на уровне ниже миллиардных долей моля в литре. Такое решение позволило снизить известный предел обнаружения на 1–2 порядка.
«В нашем варианте за счёт хорошо подобранных условий работы и состава поверхности можно получать не только селективный, но и воспроизводимый сигнал, — объяснила Ирина Веселова. — Это открывает пути к портативным системам, с помощью которых мы сможем мультиплексно определять нейромедиаторы в биологических объектах».
В будущем авторы планируют расширить круг исследуемых биологических объектов, перейти от плазмы крови к живым клеточным структурам. Также предлагается подстроить работу системы под определение нейромедиаторов в слюне и слезах, что откроет путь к неинвазивной медицинской диагностике.
