В Сколтехе разработали сенсор для мониторинга уровня «гормона стресса» — Naked Science
Сколтех

В Сколтехе разработали сенсор для мониторинга уровня «гормона стресса»

4.4

Исследователи Сколтеха разработали прототип флуоресцентного сенсора для непрерывного мониторинга концентрации кортизола в организме человека в режиме реального времени. Разработка может использоваться для контроля различных патологических состояний.

Кадр из к/ф “С меня хватит” / ©Getty images

Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Talanta. Кортизол, известный также как «гормон стресса» − это стероидный гормон, играющий важную роль в регулировании уровня глюкозы, артериального давления и многих физиологических процессов в организме человека, в том числе воспалительных. Снижение или повышение уровня кортизола может быть признаком различных заболеваний, однако до сих пор не существует достаточно точных и надежных методов для непрерывного мониторинга уровня кортизола in vivo.

Существующие лабораторные методы, в частности, твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА), обеспечивают необходимую надежность результата, но требуют предварительной подготовки образцов, что не позволяет использовать их в режиме реального времени. «Во-первых, мониторинг уровня аналитов in vivo сам по себе является непростой задачей. Во-вторых, молекула кортизола относительно невелика.

Наконец, забор образцов крови – процедура, вызывающая стресс как у животных (мышей или крыс), так и у людей, а в стрессовом состоянии концентрация кортизола повышается, и результат анализа оказывается недостоверным. Задача исследования − разработать имплантируемый сенсор для контроля кортизола непосредственно в кровотоке», − рассказывает один из авторов статьи, профессор Сколтеха и Университета Северного Техаса (США) Владимир Драчев.

Владимир Драчев и его коллеги из Центра Сколтеха по проектированию, производственным технологиям и материалам (CDMM) создали прототип иммуносенсора с использованием наночастиц золота для контроля уровня кортизола. Содержащийся в образце свободный кортизол вытесняет комплексы кортизола и бычьего сывороточного альбумина (БСА) с флуоресцентной маркировкой, которые соединяются с моноклональными антителами к кортизолу и размещаются на «наноостровках» из золота на сенсоре. Концентрацию кортизола в образце можно измерять по уровню флуоресценции.

Исследование проводится в сотрудничестве с группой биологов Сколтеха под руководством Юрия Котелевцева. Исследователи провели тесты in vitro, показавшие, что новый сенсор способен регистрировать минимальный уровень кортизола − 0,02 мкг на миллилитр, что соответствует нормальному уровню гормона в плазме крови человека. Также в тестах in vitro была продемонстрирована обратимость отклика на кортизол.

Исследователи надеются, что на основе предложенного метода можно будет создать имплантируемый сенсор для непрерывного мониторинга концентрации кортизола в крови в режиме реального времени. Предполагается, что имплантируемый сенсор будет иметь вид оптического волокна, на конце которого находится капиллярная ячейка с полупроницаемой мембраной, помещенной в тонкую иглу, подключаемую к портативному спектрометру по оптоволокну.

«Нам необходимо разработать имплантируемый сенсор с полупроницаемой мембраной, отделяющей небольшие молекулы типа кортизола от белков и других составляющих биологической жидкости (крови, слюны, внутритканевой жидкости). Подобные устройства для измерения глюкозы уже существуют. Для создания имплантируемого сенсора еще предстоит решить ряд сложных задач», − отмечает Владимир Драчев.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

Позавчера, 10:07
6 минут
Сергей Васильев

Первые сейсмические данные о внутренней структуре Красной планеты показали ее удивительно толстую кору и большое расплавленное ядро.

20 июля
10 минут
Мария Азарова

Ученые открыли новый сарбековирус RhGB01 после исследования всего 53 образцов фекалий подковообразных летучих мышей, расширив географические и видовые диапазоны коронавирусов, подобных SARS-CoV и SARS-CoV-2. Предположительно, они будут встречаться на всем ареале Rhinolophidae — от Австралии и Японии до Европы и Африки.

20 июля
4 минуты
Ольга Иванова

Двумерный магнит, сконструированный учеными, может найти применение в вычислительной технике и электронике, а также новых инструментах для изучения квантовой механики.

21 июля
4 минуты
Ольга Иванова

Российские ученые пришли к выводу, что сообщения некоторых людей о том, что они встречались с пришельцами, могут оказаться не чем иным, как так называемыми осознанными сновидениями.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: