КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-75-00025
НазваниеРазработка иммуноанализов для определения С-реактивного белка с использованием нанозимов берлинской лазури
Руководитель Никитина Мария Дмитриевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук , Пермский край
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-109 - Клиническая лабораторная диагностика и нанотехнологии в медицине
Ключевые слова Нанозимы берлинской лазури, иммуноанализ, С-реактивный белок, иммунофильтрация, пероксидазоподобная специфическая активность
Код ГРНТИ76.13.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Научная проблема, на решение которой направлен проект
Разработка технологических подходов к конструированию колориметрических иммуноанализов с использованием диагностических реагентов на основе нанозимов берлинской лазури. Нанозимами называют искусственно синтезированные наноматериалы, которые способны имитировать каталитическую активность ферментов. В частности, нанозимы берлинской лазури являются миметиками фермента пероксидазы хрена. Данный фермент наиболее часто используется в качестве цветной метки в тест-системах, например, в иммуноферментном анализе. Нанозимы берлинской лазури представляют большую привлекательность как альтернатива пероксидазе хрена ввиду простоты и низкой стоимости их синтеза, стабильности и высокой каталитической активности.
Однако на сегодняшний день для реального практического применения нанозимов берлинской лазури в конструировании коммерческих тест-систем недостаточно исследований, в которых были бы описаны примеры их применения для определения конкретных мишеней.
Решение описанной проблемы
Данную проблему можно решить путем проведения исследований, направленных на изучение применимости нанозимов берлинской лазури для определения конкретных мишеней. Мы планируем синтезировать диагностические реагенты на основе нанозимов берлинской лазури и разработать на их основе колориметрические иммуноанализы в двух форматах: иммуноанализ в лунках планшета (аналог иммуноферментного анализа) и иммуноанализ для экспресс-диагностики - иммунофильтрационный анализ с использованием нанозимов берлинской лазури. В качестве мишени будет выступать С-реактивный белок. Данный белок является одним из общепринятых маркеров воспаления и традиционной модельной мишенью для конструирования иммуноанализов. В ходе реализации проекта будут синтезированы подобраны оптимальные условия процедуры разработанных анализов, проведена оценка основных аналитических характеристик (аналитическая специфичность, воспроизводимость, точность), выявлены технологические трудности, с которыми могут столкнуться разработчики при конструировании подобных тест-систем.
Преимущества создания метода диагностики в формате, подобном иммуноферментному анализу: высокая аналитическая чувствительность и специфичность, высокий уровень воспроизводимости и точности ввиду автоматизации процедуры, наличие сертифицированного для использования в медицинских целях оборудования .
Преимуществами анализа, создаваемого в формате иммунофильтрации, являются: простота исполнения, высокая скорость получения результата, отсутствие хук-эффекта (в сравнении с более традиционным методом экспресс диагностики -иммунохроматографией), экономичность, отсутствие необходимости специализированного оборудования и высококвалифицированного персонала.
Следует отметить, что применение нанозимов берлинской лазури в качестве диагностических реагентов позволит использовать следующие их преимущества: 1) Дешевизна; 2) Высокая стабильность; 3) Высокая каталитическая активность; 4) Воспроизводимость синтеза; 5) Безопасность для человека, окружающей среды и простота утилизации.
Все вышеперечисленное позволит оценить возможности применения наночастиц берлинской лазури в качестве альтернативы ферментным диагностикумам как для традиционных лабораторных методов, так и для экспресс-диагностики (“point-of care” диагностика).
Что конкретно будет сделано в ходе реализации проекта:
Будут определены оптимальные условия получения диагностических реагентов на основе наночастиц берлинской лазури, а именно процесс функционализации их поверхности моноклональными антителами против С-реактивного белка;
Будет проведена оценка воспроизводимости синтеза, масштабируемости и стабильности при хранении полученных диагностических реагентов;
На основе полученных реагентов будут сконструированы колориметрический иммуноанализ в лунках планшета и иммунофильтрационный анализ для определения С-реактивного белка;
Для каждой тест-системы будет оптимизирована процедура анализа и проведена оценка основных аналитических характеристик (аналитическая чувствительность, воспроизводимость, точность).
Новизна
Новизна представляемого исследования обуславливается тем, что в работе будут использованы наночастицы берлинской лазури, синтезированные методом отличающегося от традиционного. Предлагаемый метод синтеза заключается в восстановлении смеси солей трехвалентного железа при помощи перекиси водорода. В исследованиях научной группы Аркадия Карякина и в наших предыдущих исследованиях, показано, что данный способ позволяет получать нанозимы с более высокой каталитической активностью. Высокоэффективные нанозимы на основе берлинской лазури еще не были применены в конструировании колориметрических иммуноанализов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Павел Храмцов, Мария Кропанева, Дмитрий Кисельков, Артем Минин, Лариса Чеканова, Михаил Раев
Synthesis of Prussian Blue nanoparticles in water/alcohol mixtures
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 686, 5 April 2024, 133446 (год публикации - 2024)
10.1016/j.colsurfa.2024.133446
2.
Мария Никитина, Павел Храмцов, Мария Бочкова, Михаил Раев
Development and performance of NLISA for C-reactive protein detection based on Prussian blue nanoparticle conjugates
Analytical and Bioanalytical Chemistry, 10.1007/s00216-024-05268-y (год публикации - 2024)
10.1007/s00216-024-05268-y
Публикации
1.
Павел Храмцов, Мария Кропанева, Дмитрий Кисельков, Артем Минин, Лариса Чеканова, Михаил Раев
Synthesis of Prussian Blue nanoparticles in water/alcohol mixtures
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 686, 5 April 2024, 133446 (год публикации - 2024)
10.1016/j.colsurfa.2024.133446
2.
Мария Никитина, Павел Храмцов, Мария Бочкова, Михаил Раев
Development and performance of NLISA for C-reactive protein detection based on Prussian blue nanoparticle conjugates
Analytical and Bioanalytical Chemistry, 10.1007/s00216-024-05268-y (год публикации - 2024)
10.1007/s00216-024-05268-y