Коллектив пермских и екатеринбургских ученых провел исследования, продемонстрировав возможность увеличения эффективности применения наноматериалов, обладающих каталитической активностью, в клинической лабораторной диагностике.

Одним из современных направлений исследования в области химии и науки о материалах является замена ферментов искусственно синтезированными катализаторами, включая и наноразмерные катализаторы.

Такой подход весьма перспективен, например, в области иммунодиагностики, которая включает в себя целый спектр методов, предполагающих использование ферментов: иммуноферментный анализ, вестерн-блоттинг, иммуногистохимия и т. д. Во всех этих методах ферменты (прежде всего пероксидаза хрена) играют ключевую роль. Превращая бесцветные молекулы-субстраты в окрашенные молекулы-продукты, они генерируют цветной сигнал, по которому можно оценить результат анализа и поставить диагноз.

Замена ферментов искусственными наноразмерными катализаторами в таких методах может позволить уменьшить себестоимость анализов, увеличить их чувствительность, решить проблемы с воспроизводимостью свойств ферментных препаратов.

«Новые перспективные каталитические наноматериалы по своим структуре и механизму действия кардинально отличаются от фермента. В связи с этим, логично ожидать, что и оптимальные условия реакции будут для них различны. Тем не менее, в большинстве современных исследований каталитическая реакция проводится при использовании коммерческих субстратов, оптимизированных для применения с ферментом, — рассказал старший научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН Павел Храмцов. — В исследовании было показано, что оптимизация состава субстратных растворов является простым и дешевым способом существенного увеличения интенсивности сигнала в анализах. Мы надеются, что этот подход станет неотъемлемой частью разработки методов иммуноанализов, в которых применяются наноматериалы».

Работы были выполнены научным коллективом, включающим в себя ученых ИЭГМ УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН), студентов биологического факультета Пермского государственного национального исследовательского университета, а также сотрудников лаборатории прикладного магнетизма Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН и Центра коллективного пользования Института иммунологии и физиологии УрО РАН (г. Екатеринбург).

Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда и Правительства Пермского края, грант № 22-24-20091 (руководитель М.Б. Раев). Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Molecules (WoS, Scopus, Q1).

Источник: ПФИЦ УрО РАН.