Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Microchemical Journal (прим. - Пресс-служба РНФ).
Из-за курения, употребления алкоголя, вдыхания загрязненного воздуха, хронических заболеваний и ряда других причин в организме человека накапливаются активные формы кислорода. В избыточном количестве эти частицы повреждают белки и ДНК, вызывая окислительный стресс — состояние, которое ускоряет старение и повышает риск развития онкологических заболеваний, а также болезней головного мозга, сердца и сосудов, рассказали в РНФ.
Для диагностики окислительного стресса научный коллектив из Санкт-Петербурга использовал явление хемилюминесценции — испускание света в ходе химической реакции. В качестве индикатора выступает люминол — вещество, которое начинает светиться при контакте с активными формами кислорода.
Свечение смеси люминола и хлорита натрия на микрофлюидном чипе. Источник: Глеб Симоненко
Ученые разработали микрофлюидный чип — устройство, в котором люминол и раствор со свободными радикалами проходят через микроканалы со специальным рельефом, дробящим и ускоренно смешивающим жидкости. Это дает возможность быстро и точно определить уровень активных форм кислорода в организме.
По словам авторов, разработанный инструмент позволил измерить уровень активного кислорода в экспериментальной смеси в полтора–два раза точнее метода с ручным смешиванием реагентов.
Численное моделирование каналов (a, b) и экспериментальное исследование (c, d) на микрофлюидном устройстве. Источник: Глеб Симоненко
Сфера применения хемилюминесцентного анализа не ограничивается только медициной. Как сообщают ученые, метод может быть применен, например, в криминалистике для обнаружения скрытых следов крови.
«Предложенное нами устройство прокладывает путь к созданию нового поколения аналитических инструментов для разнообразных биомедицинских задач, например, для проведения экспресс-анализов у пациентов по капле крови и оценки эффективности терапии онкологических заболеваний. В дальнейшем мы планируем совершенствовать режимы управления потоками в микроканалах, что позволит более детально анализировать динамику протекающих процессов», — рассказал участник проекта, инженер-исследователь Международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО Глеб Симоненко.
Исследование проводилось учеными из Университета ИТМО, Санкт-Петербургского академического университета имени Ж.И. Алферова РАН и Института аналитического приборостроения РАН.
