Химики МГУ имени Ломоносова разработали новый способ получения нанозимов — наноматериалов с характеристиками ферментов. В основе новых материалов — пигмент «берлинская лазурь». Они ускоряют превращение перекиси водорода в воду, что может быть полезно для создания биосенсоров для отслеживания метаболизма и мониторинга нарушений кислородного обмена в клетках.
Перекись водорода — соединение, которое используется повсеместно. Но это вещество может быть не только полезным для определённых задач, но и губительным для организма — например, оно образуется при патологических процессах, таких как нарушение кислородного обмена, поэтому важно своевременно и точно определять количество этого вещества в организме пациентов.
Для отслеживания уровня содержания перекиси водорода можно использовать биосенсоры на природной пероксидазной основе. Однако получение пероксидазы — зачастую трудоёмкая и дорогостоящая процедура. Именно поэтому ещё в 1965 году появилась альтернатива — искусственные ферменты, называемые нанозимами. Но свойства этих материалов сильно зависят от условий их синтеза.
Учёные МГУ решили упростить и одновременно улучшить производство нанозимов, предложив использовать в качестве основы широко доступный пигмент «берлинская лазурь», чувствительный к перекиси водорода. Метод исследователей заключается в следующем: водный раствор солей пропускается через специальную ячейку, наполненную электродами, на которых происходит процесс электрохимического синтеза. Электроды покрываются частицами берлинской лазури, которые затем смываются и выводятся из ячейки — так происходит наноструктурирование материала, который обладает ферментативными свойствами.
«Мы применили подходы ферментативной кинетики к исследованию активности наших нанозимов. Оказалось, что изготовленные новым способом частицы превосходят природную пероксидазу по эффективности катализа в 200 раз. Мы надеемся, что наш способ поможет изменить современную биоаналитику. Эти нанозимы стабильны и очень активны, а их размер можно менять, выбирая компонентный состав раствора для синтеза и прикладываемое напряжение. Это позволяет применять в биосенсорной практике как отдельные наноструктуры, так и покрытия на их основе. В результате можно использовать нанозимы для клеточных исследований и для промышленного производства биосенсоров. В дальнейшем мы планируем протестировать наши наночастицы для снижения концентрации активных форм кислорода непосредственно внутри клеток», — рассказывает кандидат химических наук и участница исследования Мария Комкова.Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.