Універсальний нанодатчик сприятиме ранній діагностиці захворювань.

Порушення обміну міді в організмі може призвести до серйозних наслідків, зокрема до раку та захворювань Альцгеймера, Вільсона-Коновалова, Менкеса тощо. Виявлення патології на ранніх стадіях та аналіз її прогресування допоможе точне визначення іонів міді в клітинах, а також оцінка здатності тканин і органів накопичувати мідьсодержащі сполуки.

Стандартними сенсорами неможливо проводити процедури без пошкодження клітин організму. Дослідники НИТУ МИСИС вирішили цю проблему, розробивши універсальний наноразмерний електрохімічний сенсор для точного кількісного виявлення міді не лише в окремих клітинах, але й у 3D-моделях злоякісних утворень, реальних пухлинах та цілих органах.

«Дисбаланс міді може бути причиною або наслідком серйозних порушень в організмі. Новий сенсор дозволяє визначати концентрацію іонів металів швидше і точніше, ніж аналоги. Завдяки розміру наноелектрода процедура є малотравматичною і безпечною для живих об'єктів», — зазначив кандидат фізико-математичних наук Олександр Єрофєєв, завідувач лабораторією біофізики НИТУ МИСИС.

Сенсор складається з наноразмерних капілярів — порожнистих трубок з кварцу, модифікованих вуглецем, золотом та сполукою для зв'язування міді. Принцип роботи базується на електрохімічній реакції окислення та відновлення міді, що зчитується за допомогою циклічної вольтамперометрії. Деталі роботи опубліковані в науковому журналі Analytical Chemistry (Q1).

«Наноелектрод допоможе більш точно діагностувати захворювання та проаналізувати динаміку лікування. Крім того, за допомогою сенсора можна опосередковано оцінити ефективність протипухлинних, протигрибкових і протимікробних лікарських засобів, що містять у своєму складі мідь», — розповів інженер наукового проекту лабораторії біофізики НИТУ МИСИС Роман Тимошенко.

«Колектив дослідників Університету МИСИС під керівництвом завідувача лабораторією біофізики Олександра Єрофєєва протягом ряду років займається створенням інноваційних технологій для медицини, які в майбутньому спростять діагностику та лікування різних спадкових та онкологічних захворювань. Новий високоточний сенсор для вимірювання рівня міді в організмі, розроблений нашими вченими, має ряд переваг перед існуючими аналогами: він більш точний, менш інвазивний, забезпечує більш оперативне отримання результатів», — розповіла ректор НИТУ МИСИС Алевтина Чернікова.

У подальшому вчені планують інтегрувати сенсор в повноцінний мініатюрний пристрій, призначений для тривалого моніторингу металів у живих організмах.