10 вересня, 2024
Дослідники сконструювали швидкий тест для визначення рівнів дофаміну в крові
Дофамін – похідне амінокислоти тирозину, що є медіатором численних нейронів середнього мозку, гіпоталамусу та деяких периферичних нервів. Він регулює складні рухи, впливає на формування емоцій і має симпатоміметичну дію. Із розладами дофамінової системи пов’язують когнітивні порушення, галюцинації, паркінсонізм, наркоманію, шизофренію, депресію, розлади аутистичного спектра, дискінезію та ін. Відхилення від нормального рівня дофаміну також можуть служити важливим діагностичним маркером для певних видів новоутворень. Дослідники Університету Центральної Флориди (Орландо, штат Флорида, США) на чолі із професором Дебашісом Чандою розробили інтегрований оптичний датчик, здатний виявляти рівні дофаміну зі зразка крові.
«Цей біосенсор надзвичайно чутливий до низьких концентрацій біомолекул, що робить його багатонадійною платформою для спеціалізованих аналізів у віддалених місцях, – зазначає Чанда. – У цій роботі ми продемонстрували повністю оптичну поверхнево-функціоналізовану біосенсорну платформу для виявлення низьких концентрацій нейромедіатора дофаміну безпосередньо з різноманітних біологічних зразків, які включають білкові розчини, штучну спинномозкову рідину та необроблену цільну кров».
Датчик виготовлений із крихітного золотого малюнка, який змушує електрони рухатися разом у хвилях. Ці хвилі, які називаються плазмонами, стають сильнішими за допомогою спеціальної оптичної установки. Коли нова молекула потрапляє в середовище датчика, вона змінює спосіб руху електронів, що впливає на те, як світло відбивається від датчика. Ця зміна у відображенні допомагає виявити присутність молекули. На відміну від традиційних біосенсорів, які покладаються на такі біологічні елементи, як антитіла чи ферменти, новий пристрій використовує спеціально розроблений аптамер – синтетичний ланцюг ДНК – для точного виявлення дофаміну. Такий підхід не тільки робить датчик економічно ефективнішим і зручнішим у зберіганні, але також дозволяє пристрою виявляти сполуку безпосередньо з необробленої краплі крові без будь-якої завчасної підготовки.
Результати дослідження підкреслюють потенціал «аптасенсорів», які використовують аптамери для розроблення швидких і точних діагностичних інструментів. «Ця концепція може бути додатково вивчена для виявлення різних біомолекул безпосередньо з необробленої крові, таких як білки, віруси, ДНК», – стверджує Чанда. – Країни, що розвиваються, де доступ до аналітичних лабораторій обмежений, можуть бути найбільш зацікавлені в такій технології».
Джерело: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp7460