Разработка высокоэффективных диагностических реагентов на основе гидрофильных углеродных наночастиц и их применение в конструировании методов для экспресс-диагностики
Номер проекта 24-75-00076
НазваниеРазработка высокоэффективных диагностических реагентов на основе гидрофильных углеродных наночастиц и их применение в конструировании методов для экспресс-диагностики.
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 №97 - Конкурс 2024 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 углеродные наночастицы, point-of-care диагностика, иммунохроматография, иммунофильтрация, валидация иммуноанализов
Код ГРНТИ76.13.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Научная проблема, на решение которой направлен проект: совершенствование цветных меток для конструирования экспресс–методов лабораторной диагностики.
Важную роль в борьбе с различного рода заболеваниями играет ранняя лабораторная диагностика. Особое место в данной области занимают экспресс-тесты/point-of-care тесты.В настоящее время среди экспресс-методов диагностики доминируют иммунохроматографические тесты.Большинство иммунохроматографических тест-систем основаны на применении цветных меток, например, золотых или латексных частиц, быстро генерирующих оптический сигнал, который можно оценить невооруженным глазом. Однако они не подходят для сценариев, в которых целевой аналит присутствует в сверхнизких концентрациях, главным образом из-за их низкого молярного коэффициента поглощения, а это означает, что для проведения анализа требуется большое количество наночастиц для генерации измеримого оптического сигнала.
Для улучшения характеристик point-of-care тестов могут быть использованы квантовые точки , флуоресцентые метки, пероксидаза хрена, искусственные ферменты. Применение данных меток не в полной мере позволяет решить проблему низкой чувствительности экспресс-тестов, стабильности используемых реагентов; а также требует дополнительных этапов или сложного оборудования для получения аналитического сигнала.
Решением данных проблем является использование в качестве цветных меток углеродных наночастиц. Углеродные наночастицы как цветная метка дают многочисленные преимущества при разработке колориметрических экспресс-анализов. Было продемонстрировано, что использование углеродных наночастиц в качестве цветной метки в иммунохроматографическом анализе позволяет снизить предел детекции в несколько раз по сравнению с золотыми наночастицами. Однако на сегодняшний день не существует коммерчески доступных тест-систем с использованием углеродных наночастиц по причине того, что не описано оптимизированной, воспроизводимой и масштабируемой методики получения диагностических реагентов на основе углеродных наночастиц. Также в настоящее время не продемонстрировано сохранение функциональной активности диагностических реагентов углеродных наночастиц при длительном хранении. В совокупности эти недостатки определяют необходимость в разработке усовершенствованного метода получения диагностических реагентов на основе углеродных наночастиц, который бы не только позволял создавать тест-системы с высокой чувствительность, но и был воспроизводимым, масштабируемым и приводил к получению диагностических реагентов, сохраняющих свою функциональную активность в течение длительного времени.
Новизна предлагаемого исследования обуславливается тем, что в работе будет исследовано конструирование иммунохроматографического и иммунофильтрацинного анализа на основе гидрофильных наночастиц углерода, полученных методом окисления технического углерода.
На сегодняшний день существует только иммунохроматографические тест-системы на основе гидрофильных углеродных нанотрубок. В литературных данных описаны всего несколько тест-систем с использованием диагностических реагентов на основе гидрофильных углеродных наноматериалов (две тест-системы на основе гидрофильных углеродных наночастиц в виде дот-иммуноанализа и микрочипа и две тест системы на основе гидрофильных углеродных нанотрубок .Однако не в одной из работ не проводили оценку воспроизводимости и масштабируемости метода получения диагностических реагентов. В предлагаемом проекте оценка воспроизводимости и масштабируемости метода получения диагностических регентов на основе гидрофильных наночастиц углерода в виде водной суспензии, изучение их коллоидной стабильности и сохранение функциональной активности на будут проведены впервые.
