Версия для печати

Учёные создали флуорофор, высвечивающий вирусы

Иммуноферментный анализ (ИФА) – один из прогрессивных методов диагностики, позволяющий обнаружить в биологических образцах практически любые патогены, включая коронавирусы. Наиболее доступной ферментной меткой в ИФА стала пероксидаза хрена – фермент, выделенный из популярного в кулинарии растения. Он, после модификации, обладает способностью связываться с патогенами. Для определения количества связанной пероксидазы используют специфические субстраты, в роли которых, как правило, выступают синтетические красители. По концентрации продуктов окисления этих субстратов уже определяется присутствие в клетках или тканях искомых вирусов и бактерий. В России субстраты пероксидазы не производят. Имеющиеся на рынке импортные хромогенные или флуоресцентные красители для отечественного потребителя недешевы, к тому же, они являются защищенными патентами коммерческими продуктами, и об их ключевых химических параметрах в свободном доступе данных нет. Группа учёных Омского государственного технического университета при участии коллег Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН поставила цель синтезировать новые красители, с помощью которых иммуноферментный анализ для отечественных лабораторий может стать дешевле и надежнее.

Для получения новых флуорофоров омские ученые под руководством профессора Александра Фисюка разработали оригинальный метод синтеза органических соединений - 3-аминопиридинонов, с выходом целевого продукта более 90 процентов. Учёные ИТЭБ РАН протестировали полученные красители на биохимической модели - реакции ферментативного окисления субстрата в буферном растворе, содержащем пероксидазу хрена, пероксид водорода и исследуемое вещество – 3-аминопиридинон.

«Выяснилось, что синтезированные соединения обладают ярко-выраженной зеленой флуоресценцией и, по мере окисления, флуоресцения раствора пропадает. По скорости пропадания окраски можно определить концентрацию фермента, катализирующего данную реакцию, то есть пероксидазы хрена. В результате исследований было продемонстрировано, что синтезированные флуорофоры могут быть использованы в качестве субстратов пероксидазы и позволяют проводить количественную оценку концентрации пероксидазы хрена с высокой точностью и низким пределом детекции.Это означает, что с его помощью в организме можно обнаружить наномолярные количества бактерий и вирусов. Параметры чувствительности и стабильности (препарат стабилен в течении нескольких недель, что достаточно для его использования в лабораториях) синтезированных аминопиридонов сопоставимы с существующими на рынке коммерческими аналогами,- поясняет один из авторов работы, старший научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии ИТЭБ РАН Юрий Шаталин.

Дальнейшая работа учёных в этом проекте будут направлена на модификацию структуры флуорофоров для их лучшей адаптации под уже существующие диагностические приборы, оптимизацию методов синтеза и расширение области применения данных соединений.Также авторы планируют провести дополнительные исследования, чтобы понять насколько производные нового вещества позволят улучшить существующие методы иммуноферментного анализа. Но и на данном этапе они считают проект успешным, предполагая, что в перспективе синтезированный 3-аминопиридинон будет использован в медицинских лабораториях для диагностики бактериальных и вирусных инфекций.

Источник:AntonShatsauskas,YuriShatalin,VictoriaShubina,YuriZablodtskii, SergeiChernenko, AnnaSamsonenko, AnastasiyaKostyuchenko, AlexanderFisyuk. Synthesis and application of new 3-amino-2-pyridone based luminescent dyes for ELISA. Dyes and Pigments, V.187, March 2021, 109072

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143720820317691

Материал подготовила: Наталья Быкова

Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru

На фото авторы статьи из ИТЭБ РАН: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории тканевой инженерии Юрий Шаталин и кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории тканевой инженерии Виктория Шубина