Новости химической науки > Сенсор, идеально предназначенный для распознавания глюкозы

Простой подход в разработке распознающих углеводы молекул, предлагает новый практичный способ для создания сенсоров на содержание глюкозы.

Разработавшие новый метод определения глюкозы исследователи из Великобритании, предполагают, что их разработка может быть интегрирована в новейшие имплантанты для непрерывного определения содержания сахара в крови.

В настоящее время уже разработано достаточное количество тестов, позволяющих быстро измерять содержание сахара в крови у больных диабетом, однако непрерывное измерение содержания глюкозы в крови до сих пор является сложной задачей.

Исследователи проводили поиск молекул, способных к специфичному распознаванию сахаров, моделируя действие связывающихся с сахарами белков-лектинов, однако проблема состоит в том, что углеводы, как например, молекулу глюкозы, на практике сложно поймать – если пытаться разрабатывать сенсор на основе его сродства к гидроксильной группе глюкозы, в водном растворе определению углевода будут мешать молекулы воды.

Гидрофобные антрацены комплементарны верхнему и нижнему «ободу» молекулы глюкозы. (Рисунок из Nature Chemistry, 2012, DOI: 10.1038/NCHEM.1409)

Энтони Дэвис (Anthony Davis) с коллегами из Университета Бристоля синтезировали идеальный «крючок для ловли глюкозы», получив лектиноподобную молекулу за пять стадий из коммерчески доступных исходных соединений. В качестве мишени для распознавания глюкозы исследователи брали прицел не на традиционные гидрофильные ОН-группы глюкозы, а на ее гидрофобные группы –CH. Дэвис отмечает, что идея заключалась в создании гидрофобных полостей, комплементарных гидрофобным участкам на нижнем и верхнем «ободах» Глюкозы.

Несмотря на простоту получения, эффективность сенсоров близка к эффективности других результатов синтетического моделирования лектина, а также работает при комнатной температуре. Ароматические фрагменты позволяют использовать молекулу-сенсор для встроенных систем слежения за содержанием глюкозы – они флуоресцируют при облучении ультрафиолетом, интенсивность эмиссии зависит от концентрации глюкозы.

Специалист по медицинской химии из Университета Джорджии Бинге Вонг (Binghe Wang) высоко оценивает работу своих коллег, заявляя, что можно считать выдающимся результатом простоту новой аналитической системы и ее возможности.

В ряде клинических случаев, например, при интенсивной терапии, бывает необходимо постоянное отслеживание содержания глюкозы в крови пациента. Новые молекулы-сенсоры могут быть внедрены в устройство, находящееся в контакте с током крови, а информация о их флуоресценции может быть считана с помощью оптико-волоконного кабеля.

Вонг полагает, что принципы, использованные Дэвисом, могут быть использованы для создания сенсоров на другие сахара, в том числе и те, которые могут являться маркерами онкологических заболеваний и определенных инфекций.

Источник: Nature Chemistry, 2012, DOI: 10.1038/NCHEM.1409

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #супрамолекулярная химия