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