Разработка основы микрофлюидного флуоресцентного чипа для систем экспресс-диагностики

Обложка
  • Авторы: Смирнов Е.А.1,2, Королев Д.В.1,3
  • Учреждения:
    1. ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
    2. ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина)»
    3. ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
  • Выпуск: Том 15, № 2 (2025)
  • Страницы: 140-146
  • Раздел: Аналитика веществ и материалов
  • URL: https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/685525
  • DOI: https://doi.org/10.22184/2227-572X.2025.15.2.140.146
  • ID: 685525

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Разработка быстрых и чувствительных методов диагностики – актуальная задача современной медицины. Существующие методы диагностики инфаркта миокарда, основанные на определении активности ферментов (АСТ, CK, ЛДГ), имеют ограничения, связанные с низкой специфичностью. Отдельное направление – разработка систем экспресс-диагностики различных патологий на основе микрофлюидных устройств и их составляющих – чипов. Этот подход использует принцип модифицированной прозрачной матрицы, позволяющей проводить фотометрический анализ методами турбидиметрии и нефелометрии. В статье представлена разработка основы для чипа экспресс-диагностики, которая состоит из специфических пептидов и флуоресцентного красителя.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Евгений Александрович Смирнов

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина)»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sea222777@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Дмитрий Владимирович Королев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: dimon@cardioprotect.spb.ru
ORCID iD: 0000-0003-2848-3035
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Chavez-Pineda O. G., Rodriguez-Moncayo R., Cedillo-Alcantar D. F., Guevara-Pantoja P. E., Amador-Hernandez J. U., Garcia-Cordero J. L. Microfluidic systems for the analysis of blood-derived molecular biomarkers. Electrophoresis. 2022; 43(16–17):1667–1700. doi: 10.1002/elps.202200067.
  2. Khalil H. Traditional and novel diagnostic biomarkers for acute myocardial infarction. The Egyptian Journal of Internal Medicine. 2022; 34(1): 87.
  3. Mythili S., Malathi N. Diagnostic markers of acute myocardial infarction. Biomedical reports. 2015; 3(6): 743–748.
  4. Rotenberg Z., Davidson E., Weinberger I., Fuchs J., Sperling O., Agmon J. The efficiency of lactate dehydrogenase isoenzyme determination for the diagnosis of acute myocardial infarction. Arch Pathol Lab Med. 1988; 112(9): 895–7.
  5. Bouvet J. P. Immunoglobulin Fab fragment-binding proteins. International journal of immunopharmacology. 1994; 16(5–6): 419–424.
  6. Mu L. et al. An l-rhamnose-binding lectin from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) possesses agglutination activity and regulates inflammation, phagocytosis and respiratory burst of monocytes/macrophages. Developmental & Comparative Immunology. 2022; 126: 104256.
  7. Flemming C. et al. Determination of lectin characteristics by a novel agglutination technique. Analytical biochemistry. 1992; 205(2): 251–256.
  8. Chopra A., Batra J. K. Antimicrobial activity of human eosinophil granule proteins. Eosinophils: Methods and Protocols. 2021; Vol. 2241. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1095-4_20.
  9. Jung E. et al. Identification of tissue-specific targeting peptide. Journal of computer-aided molecular design. 2012; 26: 1267–1275.
  10. Карасев В. А., Лучинин В. В., Соколов А. И. Био-и квантово-информационные технологии в наноэлектронике: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям. СПб: Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013. 220 с. Karasev V. A., Luchinin V. V., Sokolov A. I. Bio- and quantum-information technologies in nanoelectronics: a textbook for students studying in the following areas. St.Petersburg: SPbGJeTU LJeTI Publ., 2013. 220 p.
  11. McArdle H., Jimenez-Mateos E.M., Raoof R et al. TORNADO – Theranostic One-Step RNA Detector; microfluidic disc for the direct detection of microRNA-134 in plasma and cerebrospinal fluid. Sci Rep. 2017; 7: 1750.
  12. Kaur G., Tomar M., Gupta V. Development of a microfluidic electrochemical biosensor: Prospect for point-of-care cholesterol monitoring. Sensors and Actuators B: Chemical. 2018; 261: 460–466.
  13. Shin S. R., Kilic T., Zhang Y. S. et al. Label-Free and Regenerative Electrochemical Microfluidic Biosensors for Continual Monitoring of Cell Secretomes. Advanced Science. 2017; 4(5): 1600522.
  14. Kirsch J., Siltanen C., Zhou Q. et al. Biosensor technology: recent advances in threat agent detection and medicine. Chem. Soc. Rev. 2013; 42: 8733–68.
  15. Ghrera A. S., Pandey C. M., Malhotra B. D. Multiwalled carbon nanotube modified microfluidic-based biosensor chip for nucleic acid detection. Sensors and Actuators B: Chemical. 2018; 266: 329–336.
  16. Jiang H., Jiang D., Zhu P. et al. A novel mast cell co-culture microfluidic chip for the electrochemical evaluation of food allergen. Biosensors and Bioelectronics. 2016; 83: 126–133.
  17. Campaña A., Florez S., Noguera M. et al. Enzyme-Based Electrochemical Biosensors for Microfluidic Platforms to Detect Pharmaceutical Residues in Wastewater. Biosensors. 2019; 9(1): 41.
  18. Arora A., Simone G., Salieb-Beugelaar G. B. et al. Latest Developments in Micro Total Analysis Systems. Analytical Chemistry. 2010; 82(12): 4830–4847.
  19. Fernández-la-Villa A., Pozo-Ayuso D.F., Castaño-Álvarez M. Microfluidics and electrochemistry: An emerging tandem for next-generation analytical microsystems. Current Opinion in Electrochemistry. 2019; 15: 175–185.
  20. Haeberle S., Zengerle R. Microfluidic platforms for lab-on-a-chip applications. Lab Chip, 2007; 7: 1094–1110.
  21. Rackus D. G., Shamsi M. H., Wheeler A. R. Electrochemistry, biosensors and microfluidics: a convergence of fields. Chemical Society Reviews. 2015; 44(15): 5320–5340.
  22. Mohanan N., Montazer Z., Sharma P. K., Levin D. B. Microbial and Enzymatic Degradation of Synthetic Plastics. Front Microbiol. 2020; 11:580709. doi: 10.3389/fmicb.2020.580709. PMID: 33324366; PMCID: PMC7726165.
  23. Тюленев И. И. Покрытия на основе полимерных материалов. Дорожники. 2015; 3: 36–37. Tjulenev I. I. Coatings based on polymeric materials. Dorozhniki. 2015; 3: 36–37.
  24. Прокопчук Н. Р. и др. Влияние наночастиц диоксида титана на свойства ПЭТ. Технология органических веществ: материалы 87-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов, Минск, 31 января – 17 февраля 2023 г. Минск: БГТУ, 2023. С. 111–115. Prokopchuk N. R. et al. Effect of titanium dioxide nanoparticles on the properties of PET. Technology of organic substances: Proceedings of the 87th scientific and technical conference of faculty, research staff and postgraduate students, Minsk, 31.01–17.02.2023. Minsk: BGTU Publ., 2023. P. 111–115.
  25. Frazer R. Q. et al. PMMA: an essential material in medicine and dentistry. Journal of long-term effects of medical implants. 2005; 15(6).
  26. Шевлик Н. В. и др. Синтез и свойства аморфного светопрозрачного С-ПЭТ. Полимерные материалы и технологии. 2016; 2(3): 35. Shevlik N. V. et al. Synthesis and properties of amorphous translucent C-PET. Polimernye materialy i tehnologii. 2016; 2(3): 35.
  27. Moon J. H. et al. Formation of uniform aminosilane thin layers: an imine formation to measure relative surface density of the amine group. Langmuir. 1996; 12(20): 4621–4624.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Статистика публикаций в научной базе данных PubMed по запросу Biomarker sensor

Скачать (118KB)
3. Рис. 2. Связывание красителя индоцианина зеленого с поверхностью аминированной матрицы

Скачать (195KB)
4. Рис. 3. Исследование химической стойкости материалов к 0,1 н NaOH. 1 – ПЭТ; 2 – стекло-фоторезист; 3 – ПММА; 4 – ABS-пластик

Скачать (76KB)
5. Рис. 4. Чип с ИЦЗ: а – процесс адсорбции, б – процесс адсорбции завершен

Скачать (104KB)

© Смирнов Е.А., Королев Д.В., 2025