«Приоритет 2030»: молодой ученый Московского Политеха сделает анализ на содержание этанола дешевле
Ферментный сенсор, созданием которого занимается доцент Московского Политеха Егор Мусин, упростит, ускорит и автоматизирует процесс определения содержания этанола и ацетальдегида в крови и моче. На разработку сенсора Егор в 2024 году выиграл грант имени П.Л. Капицы и стал сотрудником Факультета химической технологии и биотехнологии Московского Политеха.
Исследование «Разработка электрохимической биосенсорной системы для определения концентрации этанола и ацетальдегида в рамках клинической медицины» соответствует одному из приоритетных направлений научно-технологического развития Московского Политеха — «технологии сенсорики».
Определение уровня этанола в крови и моче — востребованный анализ в медицине и такой ее области как токсикология, а также при экспертизах, в том числе судебных. Этанол, известный всем как действующий компонент алкогольных напитков, считается депрессантом — психоактивным веществом, который угнетает центральную нервную систему человека. Ацетальдегид — это метаболит этанола, и именно с его накоплением в организме связано возникновение похмельного синдрома и интоксикции, требующей инфузионной терапии, то есть введения в кровоток лекарственных растворов с помощью капельниц. Зачастую от скорости постановки диагноза зависит жизнь человека.
Сегодня содержание этанола и ацетальдегида в крови и моче определяют методом газожидкостной хроматографии. Для этого нужно дорогое исследовательское оборудование — хроматограф, а также специалисты, умеющие подготавливать пробы и интерпретировать полученные при анализе данные. Несмотря на сложность метода, он применяется сейчас при проведении медицинской диагностики, криминалистической экспертизы и на производстве при контроле качества пищевых продуктов.
Для упрощения и удешевления диагностики Егор Мусин предлагает использовать в работе разрабатываемого сенсора ферменты алкогольоксидаза и альдегиддегидрогеназа, помещенные в полиэлектролитные микрокапсулы и закрепленные на трехконтактном печатном электроде.
«Микрокапсулы удерживают ферменты, защищают их от воздействия агрессивной внешней среды, а значит, заметно увеличивают их срок хранения. Благодаря этому сенсор можно применять несколько десятков раз. Если же на разных электродах одного сенсора закрепить микрокапсулы с разными ферментами, то можно будет определять концентрацию сразу двух аналитов, — рассказывает Егор Мусин. — Такой ферментный электрохимический сенсор может быть интегрирован как в компактные носимые телемедицинские приборы, так и в автоматизированные биохимические лабораторные комплексы. Его можно будет использовать также при контроле качества производства пищевой, косметической и химической промышленности».
Этот проект совместно с проектом Александра Кима, также ставшего постдоком Московского Политеха, «Разработка электрохимической биосенсорной системы для мониторинга концентрации лактата и глюкозы в клинической медицине» позволит разработать универсальную диагностическую сенсорную систему, которая в перспективе будет определять концентрацию сразу 3-4 аналитов.
Справка: Егор Мусин, выпускник МГУ, кандидат биологических наук, имеет более чем 10-летний опыт работы в лабораториях Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук. Победитель третьего грантового конкурса имени П.Л. Капицы. Конкурс проходит в рамках реализации федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», участником которой является Московский Политех.
