Биосенсоры

Принцип детекции определенных последовательностей ДНК с использованием маячков основан на гибридизации люминофор-содержащей биопробы с мишенью с последующей люминесценцией комплекса.

Поскольку люминесценция способна детектировать одиночные молекулы в растворе, данная методика является весьма чувствительной. Мы разрабатываем такие пробы для детекции различных аналитов на основе люминесцирующих кластеров металла (ссылка на вкладку металлические кластеры). На Рис. 1 показана модель такого ligh-up люминесцентного сенсора на основе ДНК-стабилизированного кластера серебра для детекции микро-РНК:

Рис. 1. Левая нить ДНК – DNA_left (синий), правая нить ДНК – DNA_right (красный), ионы серебра (зеленый), мишень - аналог микроРНК (коричневый) (CTG TGC GTG TGA CAG CGG CTG A), спейсер (серый)

При гибридизации двух половинок сенсора с мишенью формируется яркий люминесцирующий кластер серебра, стабилизированный ДНК. Подробнее о механизме работы данных сенсоров – в нашей недавней работе: Reveguk Z.V., Pomogaev V.A., Kapitonova M.A., Buglak A.A., Kononov A.I. Structure and Formation of Luminescent Centers in Light-up Ag Cluster-Based DNA Probes, J. Phys. Chem. C. 2021, 125, 6, 3542–3552 [DOI].

Мы предложили синтез комплексов кластеров металла с иммуноглобулинами, белками, входящими в состав сыворотки крови наряду с альбуминами и отвечающими за состояние иммунной системы организма (Рис. 2).

Рис. 2. Структуры основных белков сыворотки крови человека: альбумин (слева) и иммуноглобулин G (справа).

Это позволило предложить экспресс-методику, дорабатываемую в настоящее время, для определения содержания уровня этих белков в крови человека для диагностики заболеваний (Sych T.S., Polyanichko A.M., Plotnikova L.V., Kononov A.I., Luminescent silver nanoclusters in probing immunoglobulins and serum albumins in protein mixtures, Anal. Methods, 2019, 11, 6153-6158 [DOI]).