На кафедре аналитической химии Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета (КФУ) создана проточная электрохимическая ячейка из полимолочной кислоты, для проведения анализа веществ, применяемых при диагностики и лечении заболеваний.
Разработанная система предназначена для анализа эффективности лекарств и определения биомаркеров и уровня метаболитов в биологических жидкостях человека. Электрохимическая ячейка представляет собой устройство, состоящее из емкости с токопроводящим раствором и электродов, для осуществления электрохимических реакций.
«Нами освоен полный производственный процесс, включающий печать на 3D-принтере электрохимической ячейки и электродов к ней, модификацию биологическими компонентами ее реактора, а также анализ биологических жидкостей с использованием этой ячейки», – сообщил Дмитрий Стойков, аспирант Химического института КФУ и автор разработки.
Молодой ученый, объясняя выбор основного материала для ячейки – полимолочная кислота, сообщил, что кислота (она же полилактид) являясь экологически чистым, биоразлагаемым пластиком, легко разлагается на безопасные компоненты в естественных условиях. Дмитрий Стойков отметил, что самым важным качеством полилактида в работе – это биосовместимость или же способность материала «встраиваться» в организм без побочных действий.
По словам молодого ученого, именно биосовместимость была использована для совмещения материала с биологическими молекулами, в частности с ферментами, которые легко иммобилизуются на внутренней поверхности ячейки в специальном резервуаре.
«Разработанная нами электрохимическая система продемонстрировала свою эффективность при анализе модельных растворов биологических жидкостей (искусственной урины и искусственной сыворотки крови). Мы определяли уровень мочевой кислоты и тирозина –биомаркеров, высокие концентрации которых говорят о развитии мочекаменной болезни и патологии органов пищеварения. На наш взгляд, систему можно использовать для анализа реальных биологических объектов – естественных биологических жидкостей», – прокомментировал Дмитрий Стойков.
Также он сообщил, что с помощью созданной в КФУ ячейки можно определять концентрацию в биологических жидкостях человека лекарств, применяемых при лечении нейродегенеративных заболеваний. Это поможет устанавливать индивидуальную дозу медицинского препарата, анализируя скорость его выведения из организма и концентрацию в крови.
Следует также отметить, что в связи с изготовлением биосовместимых компонентов ячейки с помощью 3D-печати, они имеют низкую себестоимость. Кроме того, их легко можно адаптировать, создавая на их основе приборы, а также простые аналитические устройства для использования вне лечебного учреждения.
