Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Университета химии и технологии Праги предложили новый экспресс-метод обнаружения в лекарствах энантиомеров — это так называемые «зеркальные» молекулы, которые очень похожи друг на друга, но у них могут быть совершенно разные биологические свойства. В лекарственных соединениях один энантиомер может приносить пользу, а второй — вред. Чтобы быстро и эффективно обнаружить энантиомеры в лекарствах, ученые предложили использовать сенсоры на основе золотых пластинок с модифицированной поверхностью, специально написанное мобильное приложение и портативный рамановский спектрометр. По словам исследователей, такой подход может стать альтернативой традиционной дорогостоящей хроматографии. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Sensors (IF: 5,711; Q1). 

 

Энантиомеры — это молекулы с одинаковой формулой и физическими свойствами, но у них разные направления вращения поляризационного света, поэтому они являются как бы зеркальными отражениями друг друга. Именно это отличие наделяет их разным биологическим эффектом. Об опасности неисследованных энантиомеров в лекарствах заговорили в середине 20 века после «талидомидовой трагедии». Талидомид — популярное снотворное, которое прописывали беременным в странах Европы, Австралии и США. Как позже выяснилось, оно стало причиной врожденных пороков развития у детей, чьи матери принимали талидомид. Все дело было в энантиомерах. Один из них обеспечивал терапевтический эффект препарата, в то время как второй внедрялся в клеточную ДНК и препятствовал нормальному процессу репликации, необходимому для деления клеток и развития зародыша. «Талидомидовая трагедия» заставила многие страны пересмотреть существующую практику лицензирования лекарственных средств и ужесточить требования к лицензируемым препаратам.

«Препараты, выпускаемые сегодня рынок, должны быть энантиомерно чистыми, или нужно доказать, что все энантиомеры не несут вреда организму. И проблема их быстрого детектирования является очень важной.

Сейчас энантиомеры определяются с использованием дорогостоящих хроматографических методов. Плюс, хроматография требует высокой квалификации человека, который работает с прибором. И мы достаточно давно озадачились вопросом: как сделать процедуру определения энантиомеров максимально экспрессной и в то же время чувствительной»,

— говорит аспирант Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ и Университета химии и технологии Праги Ольга Гусельникова. В ТПУ девушка работает под научным руководством доцента Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Павла Постникова.

Фото: энантиомеры талидомида / feanoturiblog.wordpress.com 

Авторы статьи в качестве сенсоров для энантиомеров предложили использовать маленькие золотые пластинки — 1x2 см². Поверхность этих пластинок волнообразная. На нее исследователи «привили» молекулы винной кислоты — это соединение само по себе является энантиомером. В экспериментах энантиомеры винной кислоты играли роль ловушек для энантиомеров другого соединения — коммерческого препарата «Леводопа», применяемого при болезни Паркинсона. Каждый энантиомер винной кислоты захватывал разные энантиомеры «Леводопа», что и позволяло их детектировать.

«На пластинку достаточно капнуть раствор вещества, которое хотим изучить. На поверхности образуется капля. Угол смачивания этой капли, то есть как сильно она расплывается по поверхности, нам может сказать, какое количество того или другого энантиомера данное соединение содержит.

Наши коллеги из Университета химии и технологии Праги написали специальное мобильное приложение для смартфона, которое по фотографии анализирует угол смачиваемости. Чем более выпуклая капля, тем меньше в ней соответствующего энантиомера, а чем более плоская, тем наоборот больше»,

— поясняет исследователь.

На втором этапе, чтобы получить больше информации об энантиомерах, пластинку помещали в портативный романовский спектрометр. С его помощью ученые получали информацию о спектрах молекул вещества и сравнивали их с библиотекой известных спектров.

«По сравнению с хроматографией такой метод гораздо более простой и экспрессный. Но самое главное — он очень чувствительный. Все благодаря золотым пластинкам. Особую чувствительность им придает их волнообразная форма, которая эффективно возбуждает поверхностный плазмон-поляритон (поверхностная электромагнитная волна — ред.). А он в свою очередь значительно усиливает сигнал от рамановского спектрометра. Например, для "Леводопа", мы получили такую чувствительность до тысяч молекул», — говорит Ольга Гусельникова.

Источники

Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Томские ученые научились быстро распознавать опасные лекарства

Томские ученые научились быстро распознавать опасные лекарства

Томские ученые научились быстро распознавать опасные лекарства

Томские ученые научились быстро распознавать опасные лекарства

Ученые представили новый экспресс-метод поиска опасных молекул в лекарствах

Опасные молекулы лекарства можно выявить простым новым методом - ученые

Опасные молекулы лекарства можно выявить простым новым методом - ученые

Ученые России и Чехии создали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Учеными России и Чехии разработан альтернативный метод исследования качества ЛП

Потенциально опасные «зеркальные» молекулы в лекарствах можно обнаружить с помощью смартфона

Потенциально опасные "зеркальные" молекулы в лекарствах можно обнаружить с помощью смартфона

Опасные "зеркальные" молекулы теперь можно обнаружить с помощью смартфона

Опасные "зеркальные" молекулы теперь можно обнаружить с помощью смартфона

Ученые ТПУ разработали новый метод поиска опасных молекул в лекарствах

Найти опасные "зеркальные" молекулы в лекарствах поможет смартфон

Двойникам здесь не место. Новый способ распознать "зеркальные" молекулы в лекарствах

Ученые представили новый экспресс-метод поиска опасных молекул в лекарствах

Опасные молекулы в лекарствах можно обнаружить с помощью смартфона

Разработан метод определения в лекарствах опасных молекул

Исследователи ТПУ совместно с чешскими учеными разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Исследователи ТПУ совместно с чешскими учеными разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Российские ученые разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Российские ученые разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Российские ученые разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Российские ученые разработали экспресс-метод обнаружения опасных молекул в лекарствах

Похожие новости

• 11/04/2019

  Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

  ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.

  999
• 16/04/2019

  Сибирские ученые предложили лечить креветок наночастицами серебра

  Сибирские ученые в команде с коллегами из Мексики разработали средство лечения на основе наночастиц серебра, которое может пасти креветок от смертельного вируса - синдрома белых пятен, который встречается в странах Азии и Мексике, сообщается в журнале Fish & Shellfish Immunology.

  541
• 13/02/2019

  Супергидрофильное покрытие для индивидуальных имплантатов предложили ученые ТПУ

  ​Ученые Томского политехнического университета вместе со своими германскими коллегами из университета Дуйсбург-Эссен предложили использовать сферические наночастицы кальций-фосфата в качестве покрытия для имплантатов из сплава ВТ6.

  1031
• 26/08/2016

  Российские и немецкие ученые разрабатывают молекулярные переключатели для электроники

  ​Физики из Томского госуниверситета (ТГУ). а также их коллеги из Германии, работают над изучением новых свойств органики, наблюдаемых при взаимодействии органических молекул с металлом. Перспективное исследование, как отмечают его авторы, найдет применение в молекулярной электронике будущего.

  2127
• 19/10/2017

  СибГМУ получил лицензию на производство лекарств

  ​Сибирский государственный медицинский университет получил лицензию Минпромторга РФ на осуществление производства лекарственных средств. Томский вуз стал первым в стране медуниверситетом с подобной лицензией, сообщила ректор СибГМУ Ольга Кобякова.

  1344
• 15/05/2018

  Кремниевые наночастицы помогают растениям быстрее расти

  Про наночастицы мы чаще всего слышим от физиков, которые занимаются созданием материалов с новыми свойствами, и от медиков, которые используют наночастицы для диагностики и лечения разных заболеваний.

  1108
• 04/09/2017

  Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

  ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.

  2535
• 26/02/2020

  Сибирские ученые разработали препарат для лечения гриппа с удвоенным противовирусным эффектом

  ​Группа исследователей, в которую вошли сотрудники ТГУ, ИПХЭТ СО РАН (Бийск) и НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга ТНИМЦ, разработала новую технологию синтеза фармацевтической субстанции осельтамивира этоксисукцината и получила препарат с удвоенным противовирусным эффектом.

  748
• 07/11/2019

  Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

  ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.

  747
• 26/04/2018

  В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

  ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.

  1367