Российские ученые разработали инновационный прибор для измерения концентрации тромбина в крови, который может быть применен в диагностике и мониторинге заболеваний, связанных с нарушением свертываемости крови.
Тромбин является ключевым фактором гемостаза, регулирующим процесс коагуляции крови. Отклонения от нормы уровня тромбина представляют серьезную угрозу для здоровья. Разработанный прибор использует молекулярно-биологические методы для высокочувствительного и специфичного определения тромбина.
Конструктивной основой устройства служит графен — двумерный аллотроп углерода с уникальными физико-химическими свойствами. На поверхность графена иммобилизированы биоспецифические ДНК-аптамеры, селективно взаимодействующие с тромбином. При связывании тромбина с аптамерами изменяется электрическое сопротивление графеновой матрицы, что регистрируется сенсором.
Для повышения чувствительности и стабильности измерений использовался оксид графена, модифицированный лазерной обработкой. Это позволило оптимизировать проводимость материала и обеспечить стабильное функционирование сенсора.
В ходе лабораторных испытаний было изготовлено 30 прототипов прибора. Анализ показал, что 33% образцов имели высокое начальное сопротивление и были признаны непригодными. Оставшиеся 20 устройств продемонстрировали высокую селективность и чувствительность к тромбину, превышая в 10 раз по сигналу реакцию с альбумином — референсным белком.
Руководитель исследования, Иван Комаров, отметил перспективность разработки и планы по созданию многофункциональных диагностических систем. В дальнейшем планируется интеграция углеродных нанотрубок и более сложных ДНК-конструкций для повышения точности и функциональности сенсоров. Конечная цель проекта — разработка носимых устройств для непрерывного мониторинга состояния здоровья и оперативного информирования медицинских учреждений о критических изменениях в организме пациента.
