Учёные разработали датчик для диагностики болезни Альцгеймера
Исследователи из группы по производству наноустройств Университета Саймона Фрезера (SFU) испытали концепт нового аналитического прибора (биосенсора) для раннего выявления болезни Альцгеймера и других недугов. Обзор их работы недавно опубликовали в журнале Nature Communications.
Датчик работает, обнаруживая определённый тип белка, в данном случае цитокин, известный как фактор некроза опухоли альфа (ФНО‑альфа), и который участвует в воспалительном процессе. Аномальные уровни цитокинов связаны с множеством заболеваний, включая аутоиммунные, сердечно-сосудистые, болезнь Альцгеймера и рак. ФНО-альфа может выступать в качестве биомаркера — это измеряемая характеристика, указывающая на состояние здоровья.
COVID-19 также может вызывать воспалительные реакции, известные как «цитокиновые бури», и исследования показали, что ингибиторы цитокинов являются эффективным средством лечения для повышения шансов на выживание.
— Майкл Адачи, доцент кафедры инженерных наук и соруководитель проекта.
Майкл Адачи сказал, что существует ряд устоявшихся методов обнаружения белков-биомаркеров, таких как иммуноферментный анализ (ELISA) и масс-спектрометрия, но у них есть несколько недостатков. Известные методы дорогие, причём образцы необходимо отправлять в лабораторию для тестирования, и в ожидании результатов проходит день или больше.
Учёный отметил, что созданный биосенсор чрезвычайно чувствителен и может обнаруживать ФНО-альфа в очень малых концентрациях, которые в 20–30 раз ниже обычно обнаруживаемых в образцах крови.
Датчик зависит от свойств дисульфида молибдена. Полупроводник обладает иными свойствами по сравнению с кремнием или арсенидом галлия, полупроводниками, которые хорошо изучены.
В исследовании участвовала выпускник магистратуры инженерных наук Туш Де Сильва. Она пояснила, что устройство основано на электрических измерениях.
— Туш Де Сильва, научная сотрудница.
Как только белок-биомаркер попадает на поверхность датчика, он вызывает незначительные изменения электрических свойств. Глядя на электрическую мощность чувствительного слоя, учёные могут определить концентрацию белков-биомаркеров в простом растворе.
Канадские исследователи завершили этап проверки концепции, доказав, что двухэлектродный диодный датчик эффективен для обнаружения ФНО-альфа в лабораторных условиях. Они планируют провести клинические испытания биосенсора, чтобы убедиться, что прибор сможет эффективно обнаруживать белки-биомаркеры в образце крови, содержащем множество прочих белков и других веществ. Исследователи также подали предварительную заявку на патент в Управление лицензирования технологий.
Датчик работает, обнаруживая определённый тип белка, в данном случае цитокин, известный как фактор некроза опухоли альфа (ФНО‑альфа), и который участвует в воспалительном процессе. Аномальные уровни цитокинов связаны с множеством заболеваний, включая аутоиммунные, сердечно-сосудистые, болезнь Альцгеймера и рак. ФНО-альфа может выступать в качестве биомаркера — это измеряемая характеристика, указывающая на состояние здоровья.
COVID-19 также может вызывать воспалительные реакции, известные как «цитокиновые бури», и исследования показали, что ингибиторы цитокинов являются эффективным средством лечения для повышения шансов на выживание.
Наша цель — разработать датчик, который был бы менее инвазивным, к тому же дешевле и проще в использовании, чем существующие методы. Новые датчики можно будет размещать в кабинетах врачей, чтобы помочь с диагностикой различных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера
— Майкл Адачи, доцент кафедры инженерных наук и соруководитель проекта.
Майкл Адачи сказал, что существует ряд устоявшихся методов обнаружения белков-биомаркеров, таких как иммуноферментный анализ (ELISA) и масс-спектрометрия, но у них есть несколько недостатков. Известные методы дорогие, причём образцы необходимо отправлять в лабораторию для тестирования, и в ожидании результатов проходит день или больше.
Учёный отметил, что созданный биосенсор чрезвычайно чувствителен и может обнаруживать ФНО-альфа в очень малых концентрациях, которые в 20–30 раз ниже обычно обнаруживаемых в образцах крови.
Датчик зависит от свойств дисульфида молибдена. Полупроводник обладает иными свойствами по сравнению с кремнием или арсенидом галлия, полупроводниками, которые хорошо изучены.
В исследовании участвовала выпускник магистратуры инженерных наук Туш Де Сильва. Она пояснила, что устройство основано на электрических измерениях.
Когда целевой белок взаимодействует с датчиком, он изменяет выходной электрический сигнал. Измеряя показатель, мы можем измерить концентрацию белка, присутствующего в жидкостях организма
— Туш Де Сильва, научная сотрудница.
Как только белок-биомаркер попадает на поверхность датчика, он вызывает незначительные изменения электрических свойств. Глядя на электрическую мощность чувствительного слоя, учёные могут определить концентрацию белков-биомаркеров в простом растворе.
Канадские исследователи завершили этап проверки концепции, доказав, что двухэлектродный диодный датчик эффективен для обнаружения ФНО-альфа в лабораторных условиях. Они планируют провести клинические испытания биосенсора, чтобы убедиться, что прибор сможет эффективно обнаруживать белки-биомаркеры в образце крови, содержащем множество прочих белков и других веществ. Исследователи также подали предварительную заявку на патент в Управление лицензирования технологий.
- Дмитрий Ладыгин
- medicalxpress.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....