Пермські вчені виявили новий метод діагностики нейродегенеративних захворювань.

Стаття опублікована в Journal of Chromatography A. Дослідження проведено за підтримки Російського наукового фонду.

Сьогодні для визначення вмісту амінокислот у різних рідинах використовують метод високоефективної рідинної хроматографії з флуоресцентними або ультрафіолетовими детекторами. Суть методу полягає в тому, що аналізована суміш вводиться в трубку, заповнену спеціальною речовиною. Там її компоненти розділяються та виходять один за одним у детектор, який фіксує їх появу у вигляді піків. Така послідовність піків називається хроматограмою.

Щоб флуоресцентний детектор виявив аналізовану речовину, вона має яскраво світитися у відповідь на опромінення, але більшість природних амінокислот (як серин) не мають цих властивостей. Тому з допомогою реагентів їх хімічно мітять флуорофором – сполукою, здатною випромінювати світло під час опромінення.

В якості такого реагенту часто використовували дансилхлорид. Проте продукти його реакції з амінокислотами нестабільні, що значно знижує точність вимірювань. Цю проблему дозволяє вирішити його аналог – дабсилхлорид. Раніше вважалося, що його не можна застосовувати для виявлення амінокислот флуоресцентним способом, оскільки він «гасить» світіння, і детектор нічого не «бачить». Проте політехніки виявили, що поглинання світла дабсилхлоридом настільки потужне, що він гасить навіть фонове випромінювання, причому так сильно, що сигнал детектора опускається нижче базової лінії, і на хроматограмі з'являються так звані негативні піки. За ними, так само як і за позитивними, також можна визначити наявність потрібної речовини.

Вчені Пермського Політеху вирішили перевірити можливість використання такого методу пошуку D-амінокислот та порівняти його з традиційним – ультрафіолетовим. Для цього взяли кілька розчинів, що містять суміш L- та D-серина, і записали хроматограму за допомогою ультрафіолетового та флуоресцентного детекторів.

«На першому детекторі ми виявили звичайні піки, спрямовані вгору, а на другому – вниз. При цьому глибина піка пропорційна вмісту амінокислоти, що дозволяє виконувати кількісний аналіз. Експеримент повторювали кілька разів для п’яти концентрацій серина в діапазоні від 0,01 до 0,08 мг/мл, що відповідає реальним кількостям амінокислот у біологічних зразках. Ми з’ясували, що похибка визначення D-серина ультрафіолетовим і флуоресцентним детектором практично однакова і не перевищує 8% для найменшої концентрації (0,01 мг/мл) і менше одного відсотка для найбільшої концентрації (0,08 мг/мл)», – коментує Леонід Аснін, доцент кафедри «Хімія та біотехнологія» ПНІПУ, кандидат хімічних наук.

Отримані показники свідчать про те, що флуоресцентний спосіб ефективний для виявлення D-амінокислот так само, як ультрафіолетовий. Це дозволяє перевіряти результати обстежень різними методами та підвищувати їх точність.

Метод поки що відпрацьований на модельних розчинах, але буде адаптований для реальних біологічних рідин, таких як спинномозкова або плазма крові, а також для нервових тканин тварин. Тоді його можна буде використовувати в медицині та нейрофізіології для вивчення нейродегенеративних захворювань і метаболічних процесів у мозку.

Результати вчених ПНІПУ допоможуть у розробці способів об’єктивної діагностики (за вмістом D-амінокислот у біологічних зразках) соціально значущих захворювань, наприклад, Альцгеймера та Піка або дисциркуляторної енцефалопатії.