ИСТИНА

Инфаркт миокарда (ИМ) — одна из клинических форм ишемической болезни сердца, протекающая с развитием ишемического некроза участка миокарда, обусловленного абсолютной или относительной недостаточностью его кровоснабжения. После повреждения сердечной мышцы происходит выделение в кровь белков-кардиомаркеров. Кардиомиоглобин (Mb) - один из наиболее ранних биомаркеров ИМ. Миоглобин – гемопротеин с молекулярной массой 17800, и благодаря своим маленьким размерам поступает в кровь в пределах от 1 до 4 часов после приступа [1]. Определение биомаркеров для диагностики инфаркта миокарда стало стандартной процедурой в медицинской практике. На сегодняшний день в зарубежных клиниках широко применяются следующие количественные системы настольного иммуноанализа для определения белков-маркеров ИМ: Stratus® CS STAT (Dade Behring Inc), i-STAT® (Abbott), Triage® Cardiac Panel (Biosite), RAMP® (Response Biomedical Corp), Cardiac Reader™ (Roche), PATHFAST® (Mitsubishi Chemical Europe GmbH). Тем не менее, продолжается поиск новых кардиомаркеров, проводятся различные статистические исследования, подтверждающие эффективность тест-систем для диагностики ИМ. Ведущие производители внедряют передовые подходы и методы с целью повышения чувствительности и селективности определения. Таким образом, проблема разработки новых систем диагностики ИМ остается актуальной [1-2]. Комплексный состав плазмы/сыворотки крови [3] делает ее достаточно сложным объектом, особенно, для электрохимического анализа. Однако, содержание кардиомиоглобина в крови настолько мало, что любое разбавление образца было бы нежелательно. В различных источниках пороговые концентрации кардиомиоглобина, превышение которых свидетельствует о ИМ, варьируются в достаточно широких пределах (от 70 до 200 нг/мл [4]) и, по-видимому, зависят от индивидуальных особенностей организма. В отличие от описанных ранее схем “сендвичевого” иммуноанализа с использованием меченных вторичных антител (пероксидазой [5], щелочной фосфатазой [6], наночастицами металлов [4]), предлагаемый метод основан на собственной электроактивности миоглобина и прямой детекции специфического взаимодействия между молекулами белка и соответствующими антителами. Миоглобин принадлежит к семейству гемопротеинов – белков, в активном центре которых – геме, содержится ион Fe(III). Таким образом, количественное определение миоглобина можно проводить по сигналу прямого переноса электрона с электрода на ион Fe(III): Mb-Fe(III) + ē- +H+ ↔ Mb-Fe(II) Однако, реализация на практике данной электрокаталитической реакции возможна только при использовании специальных матриц для иммобилизации или определенном наноструктурировании поверхности электрода [7]. Авторами разработан метод электрохимической детекции кардиомиоглобина в плазме/сыворотке крови за счет прямого переноса электрона с поверхности графитового электрода, модифицированного наночастицами золота в дидодецилдиметиламмоний бромиде (ДДАБ), на Fe(III) гема [8] (Рисунок 1A). Аналитическим сигналом иммуносенсора служит площадь пика восстановления железа гема миоглобина (Рисунок 1B). Предел обнаружения кардиомиоглобина в плазме равный его физиологическому уровню (n×10-8 г/мл) был достигнут благодаря: 1) модифицированию поверхности графитовых электродов наночастицами золота в ДДАБ, позволяющему регистрировать прямой перенос электрона в данной электрокаталитической реакции, 2) сравнению электрохимических характеристик нескольких типов печатных электродов («Dropsens», Испания; «Элком» и «Русенс», Москва) для выбора наиболее подходящих. 3) оптимизации условий определения (рН и т.д.). Необходимый объем пробы (плазмы/сыворотки больного), наносимый непосредственно на поверхность сенсора, составляет всего 1мкл, а вся процедура анализа занимает около 30 минут. Разработанный электрохимический иммуносенсор может быть использован для экспресс-диагностики ИМ (Рисунок 2). Работа была выполнена при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям (гос. контракт 02.512.11.2212). 1. Harrison A., Amundson S., The American Journal of Emergency Medicine 2005, 23(3) 371. 2. McDonnell B., Hearty S., Leonard P., O'Kennedy R., Clinical Biochemistry 2009, 42 (7-8) 549. 3. Issaq H. J., Xiao Z., Veenstra T. D., Chemical Reviews 2007, 107 (8) 3601. 4. Matveeva E.G., Gryczynski Z., Lakowicz J. R. J. Immunological Methods 2005, 302 (1) 26. 5. Darain F., Yager P. Gan K. L., Tjin S. C., Biosensors and Bioelectronics 2009, 24 (6) 1744. 6. O’Regan T. M., O’Riordan L. J., Pravda M., O’Sullivan C. K., Guilbault G. G., Analytica Chimica Acta 2002, 460 (2) 141. 7. Rusling J. F., Nassar A.-E. F., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115 (25) 11891. 8. Shumyantseva V. V., Bulko T. V. Archakov A. I., J. Inorganic Biochemistry 2005, 99 (5) 1051.