ИОФ РАН
Специфичный и чувствительный метод определения фолиевой кислоты с помощью безметочного хемонсенсора, использующего одноразовые чипы на основе микроскопных покровных стёкол
Пресс-релиз публикации: D.O. Novichikhin, A.V. Orlov, M.L. Antopolsky, S.L. Znoyko, P. I. Nikitin. Specific and Sensitive Determination of Folic Acid by Label-Free Chemosensors with Microscope Glass Slips as Single-Use Consumables. Chemosensors. – 2022. – 11(1). – 17. DOI: 10.3390/chemosensors11010017
Опубликованная авторским коллективом из ИОФ РАН работа посвящена созданию нового метода детекции фолиевой кислоты. Фолиевая кислота (витамин B9) – это низкомолекулярное соединение, которое жизненно необходимо для протекания многих ключевых процессов в организме. Дефицит фолиевой кислоты и её производных, фолатов, связан с такими заболеваниями, как дефекты нервной трубки у новорожденных, поэтому при беременности тщательно контролируют уровень фолиевой кислоты. Кроме того, многие сердечно-сосудистые заболевания и когнитивные нарушения также ассоциированы с содержанием фолатов. При этом, в настоящий момент существует потребность в создании чувствительных методов измерения концентрации фолатов, как в области диагностики заболеваний, так и в области контроля фармацевтических препаратов. Кроме того, фолаты используются в системах адресной доставки лекарств в качестве распознающих молекул.
Несмотря на то, что методы определения фолиевой кислоты активно разрабатываются с 30-х годов прошлого века, подавляющая масса систем для её регистрации отличается высокой ценой, трудоемкостью, не обладает достаточно высокими чувствительностью и селективностью, а также использует расходные материалы, которые слишком дороги для однократного использования, как это требуется в рутинной медицинской диагностике. Таким образом, задача создания одновременно и чувствительных, и быстрых методов всё ещё далека от решения и требует новых идей и подходов.
В опубликованной работе авторы представили высокочувствительный метод измерения концентрации фолатов с высокой селективностью, а также исследовали возможность долгосрочного мониторинга таких молекул в проточном режиме. Регистрация осуществляется с помощью очень доступных по цене сенсорных чипов, получаемых из обычных микроскопных покровных стекол без нанесения каких-либо металлических или диэлектрических пленок (рис. 1). При регистрации такой сенсорный чип опрашивается с помощью технологии спектрально-корреляционной интерферометрии, созданной в ИОФ РАН.
Работа предложенного метода была продемонстрирована на примере высокоселективной детекции фолатов с высокой чувствительностью в широком динамическом диапазоне 0.9–220,000 пM. Также в работе впервые сделаны выводы о стабильности биослоя, формирующегося на поверхности данных хемосенсорных чипов, показана возможность восстановления биослоя после проведения анализа.
Разработанный метод, наряду с доступными одноразовыми расходными материалами, обладает значительным потенциалом для применения в фармацевтике и in vitro диагностике.
Работа была выполнена на базе лаборатории «Биофотоника» ЦЕНИ ИОФ РАН.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта создания и развития научного центра мирового уровня «Центр фотоники» (соглашение № 075-15-2022-315).
Пресс-релиз подготовил старший научный сотрудник центра естественно-научных исследований ИОФ РАН, к.ф.-м.н. Орлов Алексей Владимирович.
Рис. 1. Схема создания сенсорного чипа для регистрации фолиевой кислоты с помощью спектрально-корреляционной интерферометрии (слева); пример зарегистрированных зависимостей изменения толщины биослоя от времени (в центре) и калибровочная кривая зависимости толщины биослоя от концентрации фолиевой кислоты в анализируемом растворе (справа). (Источник: D.O. Novichikhin, A.V. Orlov, M.L. Antopolsky, S.L. Znoyko, P. I. Nikitin. Specific and Sensitive Determination of Folic Acid by Label-Free Chemosensors with Microscope Glass Slips as Single-Use Consumables. Chemosensors. – 2022. – 11(1). – 17. DOI: 10.3390/chemosensors11010017)