Российские биохимики создали "вечные" одноразовые медицинские тесты

МОСКВА, 18 апр – РИА Новости. Биохимики из Пущино выяснили, как можно упаковать различные диагностические ферменты в особые капсулы, которые мешают их работе, но позволяют быстро и удобно повторно использовать их. Первые результаты опытов с "вечными" реактивами были представлены в журнале Analytical Methods.

"Капсулы полупроницаемы — энзимы оттуда не выходят, а субстрат и продукт реакции свободно циркулируют. За счет этого получается ферментный микрореактор. Наша модификация приводит к увеличению точности исследования: если у стандартных методов около 10% погрешности, то в нашем случае она не превышает 3-5%", — рассказывает Сергей Тихоненко из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино.

Многие современные системы клинической диагностики опираются в своей работе на использование различных "одноразовых" реагентов и материалов, необходимых для распознавания различных жизненно важных молекул и следов болезней в образцах крови, мочи, спинномозговой жидкости и других биоматериалах.

Все они, как отмечают российские исследователи, обладают одним большим недостатком. Ферменты, применяемые в их работе, быстро разлагаются при контакте с определенными белками из тела человека, и даже если этого не происходит, их фактически невозможно извлечь из раствора и повторно использовать, потратив на это минимум усилий.

Как передает пресс-служба ИТЭБ РАН, российские ученые уже более десяти лет пытаются решить эту проблему, создавая особые полые микрокапсулы, способные избирательно пропускать различные молекулы. Недавно они подобрали такую структуру и толщину стенок этих микроскопических емкостей, что они удерживают внутри себя ферменты, но не мешают другим молекулам проникать внутрь и покидать их.

Подобный прием, как показали последующие опыты исследователей из Пущино, резко расширил "сроки годности" подобных реактивов. Ферменты продолжали работать даже через полгода после их упаковки, тогда как обычно они приходят в негодность всего через неделю после их синтеза.

Используя подобные капсулы, Тихоненко и его коллеги проверили, можно ли их многократно использовать для оценки количества мочевины в крови и других биообразцах. Для этого они упаковали внутрь этих капсул фермент уреазу, разлагающий мочевину на углекислоту и аммиак.

Этот газ, как давно заметили ученые, может соединяться с определенными солями, такими как гипохлорит и нитропруссид натрия, и в комбинации с ними меняет цвет раствора. То, как сильно изменилась окраска среды, отражает то, как много мочевины содержит образец.

Как показали опыты российских биохимиков, упаковка уреазы не только позволила им провести пять десятков экспериментов, используя одни и те же реагенты, но и повысила точность замеров по сравнению с "голым" раствором фермента.

В ходе этих опытов ученые пришли к выводу, что диагностические микрочастицы можно прикрепить к поверхности кварцевой пластины. Ее можно просто опускать в раствор и потом просто вынимать, не вылавливая одиночные капсулы из отработанного материала. Более того, случайно выяснилось, что такие пластины могут храниться почти неограниченное время.

«

"Данная пластинка в течение двух лет лежала в шкафу при обычных комнатных условиях. Ее обнаружили и выяснили, что закрепленный на ней фермент сохранил свою активность. Это указывает на неприхотливость данной системы при хранении", — заключает Тихоненко.