Ученые разработали глюкозные биосенсоры, которые могут работать в межклеточной жидкости и крови пациентов с диабетом. Эти среды содержат недостаточно кислорода для стандартных измерений. Для решения этой проблемы исследователи уменьшили количество фермента, взаимодействующего с сахаром на поверхности сенсора, в 10-20 раз.
Новый датчик работает в импульсном режиме, накапливая перекись водорода за 15 секунд, что позволяет точно и чувствительно измерять уровень глюкозы. Эксперименты на крысах показали его способность отслеживать сахар в межклеточной жидкости в реальном времени. Это открывает перспективы для создания более надежных систем контроля состояния больных диабетом.
Диабет I и II типа характеризуется нарушением регуляции уровня глюкозы в крови, что без постоянного контроля может привести к опасным последствиям. Современные устройства, такие как имплантируемые электрохимические датчики, непрерывно отслеживают уровень сахара и помогают врачам подбирать лечение.
Современные сенсоры для мониторинга сахара используют глюкозооксидазу, катализирующую окисление глюкозы кислородом с образованием перекиси водорода. Коммерческие биосенсоры измеряют эту перекись, но при высоком напряжении реагируют и другие соединения, снижая селективность. Альтернативой являются сенсоры на основе глюкозооксидазы и берлинской лазури, генерирующие электрический ток при реакции с перекисью. Однако в подкожной жидкости глюкозы много, а кислорода мало, что ограничивает их точность.
Ученые МГУ разработали новый сенсор на основе глюкозооксидазы и берлинской лазури с уменьшенным в 10-20 раз количеством фермента. Это позволяет работать при дефиците кислорода, обеспечивая точность до 5,4 г/л сахара. Снижение чувствительности компенсировано импульсным режимом: сенсор накапливает перекись 15 секунд, затем за доли секунды снимает усиленный сигнал, что увеличивает чувствительность в 100 раз.
Авторы провели эксперименты на базе Федерального медицинского биофизического центра им. А.И. Бурназяна с биосенсорами, имплантированными под кожу крысам. Датчик глюкозы в межклеточной жидкости показал задержку около 20 минут относительно крови, но после учета этой задержки графики совпали. Руководитель проекта Мария Комкова сообщила о создании отечественного малоинвазивного биосенсора и планах улучшить его операционную стабильность.
Источник: kommersant.ru
распечатать статью
