Однослойное молекулярное покрытие для улучшения диагностики заболеваний и тестирования лекарств

Международная группа учёных под руководством исследователей из Ланкастерского университета создала покрытие толщиной в одну молекулу, которое модифицирует поверхность сенсорных электродов.

Использованная молекула, бета-циклодекстрин, имеет форму воронки с гидрофобной внутренней частью и гидрофильной внешней. Эта комбинация свойств обеспечивает, что внутрь поместятся только молекулы правильного размера и типа, гарантируя избирательность сенсора.

Процесс включает электрохимическое прививание бета-циклодекстрина к поверхности графитовых электродов. Он прост в применении: покрытие можно нанести за один шаг за несколько минут без специального оборудования или вредных химикатов, что делает процесс дешёвым и масштабируемым.

Хотя использование циклодекстрина в сенсорах не ново, другие методы создания подобных покрытий были более сложными и дорогими. Тесты показали, что новый метод также даёт сенсоры примерно в десять раз чувствительнее лучших существующих сенсоров на основе циклодекстрина. Это позволяет обнаруживать специфические молекулы при гораздо более низких концентрациях.

«Эта одноэтапная модификация обещает рутинное производство недорогих, но надёжных и высокопроизводительных электрохимических сенсоров. Она очень селективна... Это важно, потому что позволяет анализировать образцы без трудоёмкой и дорогой предварительной обработки», — сказал ведущий исследователь доктор Стайн Мартенс.

Исследователи протестировали сенсор на дофамине — нейромедиаторе, важном в биохимии. Хотя тестировали только на дофамине, ожидается, что сенсор будет работать и для многих других малых биомолекул или лекарств. Это может быть полезно для диагностики заболеваний (например, болезни Паркинсона) или обнаружения допинга у спортсменов.

Исследование находится на ранней стадии подтверждения концепции. Сенсоры с такими покрытиями потенциально могут использоваться учёными в лабораториях для анализа образцов крови или тканей.

Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials под названием 'One-Step Covalent Immobilization of beta-Cyclodextrin on sp2 Carbon Surfaces for Selective Trace Amount Probing of Guests'. В исследовании также участвовали учёные из KU Leuven и Гентского университета (Бельгия). Финансирование осуществлялось Fund Scientific Research-Flanders, KU Leuven и Европейским исследовательским советом.