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 Исследователи НИУ ВШЭ выяснили, как российские интернет-пользователи проверяют сомнительную информацию и что заставляет их это делать. Оказалось, что более половины, заподозрив обман, пытаются отыскать первоисточник. А определяющими факторами в деле проверки становятся возраст, место жительства, социальное положение, навыки работы с информацией и использование ИИ.
Физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ разработали новый подход к созданию материалов водородной энергетики, основанный на управлении дефектной структурой и иерархической архитектурой материала. Подход позволяет перейти от традиционного подбора составов и добавок к проектированию материалов с заданными характеристиками хранения и транспорта водорода.
Международная группа ученых выяснила, что макаки способны мысленно моделировать свои решения и заранее готовиться к грядущим событиям. Ранее умение просчитывать альтернативные варианты развития ситуации и оценивать собственные шансы на успех эксперты считали одной из ключевых особенностей исключительно человеческого мышления.
Согласно американским СМИ, небольшая часть модуля МКС «Звезда» больше не будет использоваться космонавтами. Причиной якобы стала невозможность ликвидировать утечки воздуха в ней, несмотря на попытки, предпринятые «Роскосмосом» 5 июня 2026 года.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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