Российские ученые из Университета ИТМО, Санкт-Петербургского академического университета имени Алферова РАН и Института аналитического приборостроения РАН разработали инновационный микрофлюидный сенсор для выявления признаков старения организма. Новая технология основана на измерении уровня активных форм кислорода — молекул, чье избыток ведет к окислительному стрессу, ускоряющему старение клеток и повышающему риск развития сердечно-сосудистых, онкологических и нейродегенеративных заболеваний.
Результаты исследования опубликованы в Microchemical Journal.
Что такое микрофлюидный сенсор и как он работает
Активные формы кислорода — это свободные радикалы, которые накапливаются в организме под влиянием внешних и внутренних факторов: курения, загрязненного воздуха, хронических заболеваний и других факторов стресса. Их накопление приводит к повреждению белков и ДНК, что усугубляет процессы старения и создает риск опасных патологий.
Традиционные подходы к измерению количества этих молекул основаны на реакции со светоизлучающим веществом люминолом, но такие методы требуют значительного объема реагентов и дают погрешности из-за медленного перемешивания жидкостей. В отличие от них новая разработка представляет собой миниатюрный микрофлюидный «чип» с каналами особой формы, смоделированной с помощью математических программ. Жидкости проходят через каналы, где они быстро и эффективно смешиваются, а реакция происходит за доли секунды в объеме крошечной капли воды.
В результате, по данным экспериментов, точность измерений активных форм кислорода увеличилась в 1,5–2 раза по сравнению с классическими методами, а сама реакция может наблюдаться в реальном времени, что важно как для фундаментальной науки, так и для практической медицины и геронтологии.
Применение и перспективы
Разработанный сенсор может стать основой для новых экспресс-диагностических инструментов, способных проводить анализ по капле крови или слюны. Такие устройства потенциально смогут использоваться в центрах здоровья, поликлиниках и стационарах для оценки биологического возраста пациента, мониторинга окислительного стресса и эффективности различных терапий, включая лечение онкологических и неврологических заболеваний.
Недавно ученые доказали, что переживание по поводу надвигающейся старости ускоряет старение клеток.
