Специалисты Томского политехнического университета в составе международной научной коллаборации разработали дешевые и простые в использовании электрохимические сенсоры для определения синтетического гормона преднизолона в лекарственных препаратах и сыворотке крови. Новые сенсоры за счет своей структуры позволяют с высокой точностью (до 96%) определять концентрацию гормона в образцах и сохраняют работоспособность в течение месяца.
Преднизолон — это синтетический гормон, который широко применяется в медицине в качестве регулятора углеводного, белкового и минерального обмена. Ученым важно мониторить его концентрацию в фармацевтических препаратах и крови, чтобы обеспечить надлежащий контроль эффективности лечения и предотвращать побочные эффекты. Существующие методы анализа требуют сложного оборудования и длительной подготовки проб, что ограничивает их повседневное применение.
По словам специалистов, созданный ими электрохимический сенсор на основе композитного материала (смеси полиэтилена и технического углерода) модифицирован многослойными углеродными нанотрубками (MWCNTs).
«Ключевая особенность разработки — регенерируемая поверхность: перед каждым использованием с сенсора удаляется тонкий слой, наносится новая порция нанотрубок, и уже через минуту он готов к работе. Общее время от регенерации электрода до результата — несколько минут. Такой принцип работы прост и избавляет от длительных процедур очистки сенсора», — отмечает один из авторов исследования, доцент отделения химической инженерии ТПУ Ольга Липских.
Политехники протестировали новый сенсор: с его помощью определяли концентрацию преднизолона в таблетках и мази, а также в сыворотке крови.
Исследования были проведены способом электрохимической импедансной спектроскопии. Они показали, что сенсоры ТПУ благодаря модификации поверхности позволяют уменьшить сопротивление переноса заряда в 246 раз по сравнению с немодифицированными электродами. Это позволило достичь высокой селективности и точности. Так, модифицированный сенсор выдает стабильный результат в течение четырех недель: в первые две недели результат сохранялся на уровне 96% точности, в последующие две недели — на уровне 80%.
В исследовании приняли участие ученые отделения химической инженерии Инженерной школы природных ресурсов Томского политеха, Карлова университета (Чехия), Университета Куч-Бехар Панчанан Барма (Индия) и ТГУ. Результаты работы опубликованы в журнале Chemosensors (Q2, IF: 3,7).
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
