Учёные Института экспериментальной и
теоретической биофизики РАН разработали сверхчувствительный экспресс-метод,
который позволяет обнаружить ультранизкие количества белка – до 0,3 фемтограмм
в образце. Тест будет полезен учёным в лабораториях, а также медикам при
диагностике заболеваний. Статья по результатам работы опубликована в журнале Analytical Chemistry.
Методы молекулярной биологии не стоят на месте. Один из
распространённых аналитических методов -
Вестерн-блоттинг, позволяющий обнаруживать низкие концентрации белков в сложных
биологических образцах с помощью специфических антител, уже не в полной мере
отвечает потребностям современной науки. Он является длительным, трудоёмким и
по нынешним меркам не достаточно чувствительным. Группе ученых из ИТЭБ РАН
удалось разработать принципиально новый метод быстрого определения ультранизких
количеств белка - до 0,3 фг – это всего несколько тысяч молекул - в образцах
сложного состава. Для этого потребуется оптический микроскоп и проточная ячейка
несложной конструкции.
«В отличие от классического Вестерн-блота, в нашем методе электрофоретическое
разделение образца проходит в нативных (естественных) условиях в слое между
диализными мембранами без геля, - поясняет один из авторов исследования,
заведующий лабораторией наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН Юрий Шляпников.
- Анализируемый белок детектируется
путем сканирования поверхности мембраны магнитными частицами со специфическими
антителами в проточной ячейке. Связанные с искомым белком магнитные частицы регистрируются
цифровой камерой в простом оптическом микроскопе. Не нужно применять дорогие
сканеры и другое специальное оборудование. Метод прост и экономичен: на один
анализ нужно всего 1 нг антител – это в тысячу раз меньше, чем в традиционных
методах иммуноблоттинга. Кроме того, весь анализ занимает около 5 минут».
Учёные полагают, что предложенный экспресс-тест белков может быть полезен при
исследовании различных биологических образцов сложного состава, содержащих
низкие количества анализируемого вещества, когда чувствительности традиционных
методов недостаточно. Его можно использовать как в науке, так и в практической
медицине - при диагностике различных заболеваний. Так, в образцах выдыхаемого
воздуха больных туберкулёзом исследователи выявили присутствие белковых
биомаркеров - туберкулёз-специфичных иммуноглобулинов и про-воспалительных
цитокинов, определение которых может быть использовано для быстрой
бесконтактной диагностики.
Источник: Yuri M. Shlyapnikov, Igor
L. Kanev, Elena A.
Shlyapnikova. Rapid Ultrasensitive Gel-Free Immunoblotting with
Magnetic Labels. Anal. Chem. 2020, 92, 5, 4146-4153 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.0c00314
На фото: ведущий научный сотрудник
ИТЭБ РАН, зав.лабораторией
нанотехнологии, кандидат химических наук Юрий Шляпников
Материал подготовила: Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН,
iteb-press@yandex.ru