Эффективность биосенсоров, используемых в клинических испытаниях, в решающей степени зависит от поверхности устройства, на которой иммобилизованы молекулы биопознавания. Эту поверхность можно регулировать, а иногда и контролировать, используя самоорганизующиеся молекулярные монослои в качестве матриц. Монослои представляют собой пленки, состоящие из органических молекул, которые при правильных условиях спонтанно собираются на металлических поверхностях посредством химических связей между атомами серы и металлом.

В исследовании, проведенном в Физическом институте Сан-Карлоса при Университете Сан-Паулу (IFSC-USP) в Бразилии, сравнивались характеристики двух типов самособирающихся монослоев, один из которых состоит из меркаптоуксусной кислоты (MAA) в воде и этаноле, а другой - из 11- меркаптоундекановая кислота (11-MUA) в этаноле. Соответствующие пленки оценивали с точки зрения их способности производить сенсоры для обнаружения гена PCA3, который специфичен для клеток рака простаты.

«Мы показали, что эффективная иммобилизация простой полосы ДНК для обнаружения гена PCA3 может быть достигнута даже в менее организованных монослоях при условии, что концевые группы ионизированы», - сказал Пауло Аугусто Раймундо Перейра, ведущий автор исследования. Статья о результатах опубликована в Журнал физической химии C.

Исследование было поддержано Исследовательским фондом Сан-Паулу - FAPESP через стипендию для получения докторской степени, присужденную Раймундо-Перейре, а также стипендию и грант на регулярные исследования, присужденные другим участникам. Еще одним источником финансирования стал тематический проект «На пути к конвергенции технологий: от зондирования и биосенсинга до визуализации информации и машинного обучения для анализа данных в клинической диагностике», возглавляемый Освальдо Новаис де Оливейра Джуниор, научным руководителем Раймундо-Перейры.
«Исследование показало, что различия в характеристиках биосенсоров, изготовленных из пленки MAA и пленки 11-MUA, не связаны исключительно с однослойной организацией. Ионизация карбоксилатной группы важна. По этой причине необходимо знать правильные условия для формирования пленки с этими характеристиками », - сказал Раймундо-Перейра.

Поскольку MAA оказался многообещающим для матриц биосенсоров, сравнение различных условий приготовления, исследованных в исследовании, может способствовать производству высококачественных пленок. «Эти знания могут помочь в создании других типов матриц, приготовленных из монослоев», - сказал Раймундо-Перейра. «Теперь он доступен любому исследователю. В качестве побочного эффекта наша собственная группа создала еще один биосенсор для обнаружения нового коронавируса ».

Он подчеркнул важность создания неинвазивных биосенсоров, особенно в свете растущего использования телемедицины во время пандемии из-за социального дистанцирования. «При диагностике и мониторинге рака простаты, что было нашим доказательством концепции, стандартной процедурой является количественное определение уровня простатоспецифического антигена или ПСА», - сказал он. «Это влечет за собой забор крови у пациента, что является инвазивной процедурой.

Более того, результат не всегда убедителен, поскольку большая часть ложноположительных результатов является результатом высокого уровня ПСА, связанного, например, с воспалением простаты. В этом случае медицинская рекомендация - биопсия, которая еще более инвазивна. Антиген, экспрессируемый геном PCA3, может быть обнаружен в моче пользователями биосенсора, который может продаваться в аптеках ».

«Оба вклада в исследование относятся к более точной диагностике рака простаты и возможности замены таких методов обнаружения, как ПЦР (полимеразная цепная реакция), которая необходима для диагностики не только рака, но и других заболеваний, включая COVID-19», - Оливейра - сказал Младший.

###

Помимо группы IFSC-USP, в исследовании участвовали исследователи из Бразильской национальной лаборатории нанотехнологий (LNNano), находящейся в ведении Бразильского центра исследований в области энергетики и материалов (CNPEM) в Кампинасе, штат Сан-Паулу; Госпиталь де Амор в Барретусе, также в Сан-Паулу; и Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe в Куритибе, штат Парана.

Об исследовательском фонде Сан-Паулу (FAPESP)

Исследовательский фонд Сан-Паулу (FAPESP) - это государственное учреждение, миссией которого является поддержка научных исследований во всех областях знаний путем предоставления стипендий, стипендий и грантов исследователям, связанным с высшими учебными заведениями и исследовательскими учреждениями штата Сан-Паулу, Бразилия. FAPESP осознает, что самые лучшие исследования могут быть выполнены только при сотрудничестве с лучшими исследователями со всего мира. Поэтому он установил партнерские отношения с финансирующими агентствами, высшими учебными заведениями, частными компаниями и исследовательскими организациями в других странах, известных качеством своих исследований, и поощряет ученых, финансируемых за счет его грантов, к дальнейшему развитию международного сотрудничества. Вы можете узнать больше о FAPESP на сайте http: // www.фапесп.br /ru и посетите информационное агентство FAPESP по адресу http: // www.Aggencia.фапесп.br /ru чтобы быть в курсе последних научных достижений FAPESP помогает достичь благодаря своим многочисленным программам, наградам и исследовательским центрам. Вы также можете подписаться на информационное агентство FAPESP по адресу http: //agencia.фапесп.br /подписываться.