Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новый метод позволит обнаружить болезни Альцгеймера и Паркинсона на ранней стадии
Аминокислоты — ключевые элементы белков, и их высокая концентрация в мозге может сигнализировать о развитии нейродегенеративных заболеваний, таких как Альцгеймер или Паркинсон. Для точного измерения их количества в биологических образцах применяют метод хроматографии, где важно правильно подобрать состав раствора для эффективного разделения смеси. Ученые Пермского Политеха экспериментально нашли оптимальную концентрацию растворителя для разделения серина и аспарагиновой кислоты, что способствует созданию новых методов ранней диагностики.
С 1960-х годов в мире стало известно, что повышенное содержание аминокислот в организме человека может сигнализировать о развитии патологий, связанных с нарушением структуры белков, например, болезней Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона. Тогда напрямую, как инструмент для диагностики, этот фактор не изучался. И только последние 15-20 лет благодаря развитию технологий у ученых появилась возможность измерять количество определенных молекул в биологических тканях, например, мозге или плазме крови. Сейчас эта область активно изучается и развивается, чтобы в дальнейшем по этому показателю можно было отслеживать скорость прогрессирования заболеваний.
При анализе аминокислот важно не просто увидеть, что в биологическом образце они есть, но и точно измерить их концентрацию. Однако эти молекулы очень малы и практически незаметны. Поэтому ткань обрабатывают специальным веществом, которое делает их видимыми при ультрафиолетовом излучении, а после проводят сложную процедуру разделения на отдельные компоненты.
– Ткань мозга содержит огромное количество липидов, белков, других метаболитов. При их анализе важно отделить от биологического образца не только эти вещества, но и разделить на виды сами аминокислоты. Для этого стандартно используют метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, когда пробу с помеченными аминокислотами и специальный растворитель под высоким давлением пропускают через металлическую трубку (колонку), заполненную сорбентом. Задерживая внутри, он позволяет рассортировать по видам эти частицы. Благодаря этому они выходят из колонки не сразу, а поочередно, и ультрафиолетовый детектор успевает измерить их концентрацию. Далее эти показатели передаются на компьютер, где количество молекул показывается в виде пиков на графике, – объясняет Валерий Литвинов, старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук.
Для синтеза белков в организме человека работают 20 разных аминокислот, и специфика проведения такого процесса может для них отличаться. Особую сложность представляет разделение таких молекул, как серин и аспарагиновая кислота – их концентрация в тканях головного мозга очень маленькая, поэтому выделить их и правильно «подсчитать» трудно. Однако это необходимо для осуществления максимально полного исследования и выявления заболевания. Если условия проведения хроматографии подобраны плохо (например, слишком много воды в составе растворителя), то все молекулы будут выходить из колонки вместе, и в результате их пики на графике могут слиться, что ухудшает качество измерений.
Ученые Пермского Политеха модифицировали стандартный метод хроматографии. Они изучили, как состав растворителя влияет на разделение серина и аспарагиновой кислоты и время их удержания в колонке. В результате определили наиболее оптимальную концентрацию, которая позволяет получить точную информацию об их количестве в биологическом образце, что ранее не было доступно.
Для этого провели эксперименты с разным соотношением основных компонентов растворителя – ацетонитрила и воды (30:70; 25:75; 20:80).
– Наилучшее разделение показала смесь 20:80. С уменьшением доли ацетонитрила время удерживания в колонке растет для обеих аминокислот с 4 до 7 минут. Также вырос фактор их разделения друг от друга с 1.30 до 1.36. Это говорит о том, что пики на графике хроматографии не будут сливаться вместе и позволят четко измерить концентрацию молекул по отдельности, – рассказывает Валерий Литвинов.
Методику успешно протестировали на реальном образце ткани головного мозга. Точность измерений доказали двумя способами на примере серина: сравнили полученные пики с образцом с заранее известной концентрацией аминокислоты, а также добавили в пробу определенное количество чистой аминокислоты и посмотрели, насколько пики увеличились.
– Оба результата оказались очень близки друг к другу – 38 и 41 мкг на грамм мозга, что соответствует норме. Погрешность составила всего 3 мкг. Это означает, что оптимизированная методика работает корректно и может быть использована для дальнейших исследований, в том числе для анализа образцов пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, – комментирует эксперт.
Усовершенствованный процесс ученых Пермского Политеха обеспечивает наилучшее разделение аминокислот и их измерение в сложных биологических тканях. Исследование открывает новые возможности для разработки методов диагностики заболеваний центральной нервной системы.
Статья опубликована в журнале «Химия. Экология. Урбанистика». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Новое исследование показало, что вейперы, причем даже те, кто уже отказались от этой привычки, подвержены язвенной болезни желудка в большей степени, чем люди, никогда не курившие электронные сигареты.
Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
В последнее время отказ от глютена, или клейковины — белков, содержащихся в пшенице, ржи и ячмене, — превратился в модный тренд. В соцсетях и СМИ некоторые популярные блогеры и знаменитости преподносят безглютеновые диеты как секрет хороших самочувствия и внешности. Тем не менее обзор десятков научных работ показал, что у большинства людей, считающих себя чувствительными к глютену, причина негативной реакции часто кроется не в самой клейковине.
Физики нашли способ использовать собственные электроны радия для считывания информации о ядре атома. Соединение радиоактивного элемента с фтором позволило электронам ненадолго проникать в ядро.
Один и тот же фитнес-браслет считает шаги и калории одинаково у мужчин и женщин, но внутренний отклик организма на физическую нагрузку различается. Это выяснили авторы нового исследования. Ученые пришли к выводу: чтобы добиться такого же результата в снижении риска сердечно-сосудистых заболеваний, мужчинам от 50 лет нужно заниматься в спортзале более чем в два раза усерднее женщин. Результаты этой работы могут привести к пересмотру универсальных рекомендаций по физической активности.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно