Химики СПбГУ разработали сенсор для определения гистамина в организме человека по слюне
Машины и Механизмы –
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета создали простой в использовании сенсор, позволяющий определить объем гистамина в организме человека по образцу слюны. Разработка может быть использована для оперативного выявления риска заболеваний желудочно-кишечного тракта.
В современной медицине все активнее развиваются различные сенсорные методы мониторинга, позволяющие проводить различные исследования без использования громоздкого медицинского оборудования. Наиболее распространены электрохимические сенсоры, например глюкометры для определения содержания глюкозы в крови пациентов с сахарным диабетом.
Такое исследование человек может провести самостоятельно, без помощи медицинского специалиста, и получить результат за несколько секунд или минут. В последнее время активное развитие также получили «носимые» сенсоры, которые закрепляются на коже человека и передают информацию о содержании глюкозы в межклеточной жидкости сразу на мобильный телефон.
Для людей с риском возникновения заболеваний желудочно-кишечного тракта важным оказывается мониторинг гистамина — одного из органических соединений, представляющих собой бесцветные кристаллы, которые хорошо растворяются в воде и этаноле. В организме человека гистамин выполняет функцию медиатора аллергических реакций немедленного типа и участвует во многих физиологических процессах.
Ученые Санкт-Петербургского университета создали дешевый и простой в использовании сенсор для оперативного мониторинга гистамина в организме человека, который не требует прокола тканей и в перспективе может быть использован для самостоятельного выявления риска язвы или других болезней ЖКТ.
Сенсор изготавливается на так называемых печатных электродах — измерительных устройствах, которые печатаются специальными чернилами на подложке-изоляторе. На поверхность такого электрода наносится капля раствора сульфата меди, затем высушивается и покрывается эмульсией полимера, после чего снова высушивается. Как отмечают химики СПбГУ, весь процесс занимает около получаса, причем за это время можно создать до 100 таких сенсоров.
Изображение предоставлено Сергеем Ермаковым
«Мы не используем ферменты, которые обычно применяются для долгого хранения, при этом разработанные нами сенсоры могут храниться до шести месяцев. Главное преимущество такого способа мониторинга гистамина — его неинвазивность. Для проведения исследования необходим небольшой образец слюны, что позволяет проводить быстрый анализ практически в любых условиях», — рассказал автор исследования, заведующий кафедрой аналитической химии СПбГУ профессор Сергей Ермаков. По словам ученого Университета, значимость работы также состоит в том, что в ней впервые аналитический сигнал в электрохимических сенсорах был основан на реакциях комплексообразования. При таком подходе ионы металла взаимодействуют с «донорами» электронов, что позволяет проводить исследования быстро и с высокой точностью. В перспективе созданные сенсоры могут быть применены для экспресс-диагностики ряда других заболеваний. Кроме того, разработку также можно использовать в сельском хозяйстве — например, для определения уреазной активности почвы (ее способности разлагать мочевину на углекислый газ и аммиак).
