Достижения и перспективы современной нанобиотехнологии

Сегодня практически в каждой отрасли народного хозяйства используются инструменты, предложенные современной биотехнологией. Из них мы рассмотрим антитела, ферменты и нуклеиновые кислоты.

Диагностическая биотехнология направлена на обнаружение и количественное определение биологических материалов биохимическими методами:

•  иммунохимическим анализом;
•  ферментативными реакциями;
•  РНК- и ДНК-технологиями.

На перспективу наносборки и наноконструкции сделают эти методы более чувствительными, специфичными.

Один из примеров нанотехнологических диагностических продуктов – тест-полоски для определения беременности, позволяющие выявлять малейшие следы хорионического гонадотропиного гормона. Нельзя не отметить наборы для выявления ВИЧ и гепатита. Во всех приведенных выше случаях эффективность диагностики повышается за счет высокой аффинности и специфичности, присущих молекулярному узнаванию. Разобравшись в устройстве и принципах работы микроскопических молекулярных «меток» и их «детекторов», обеспечивающих молекулярное узнавание, в дальнейшем можно эффективнее использовать принцип узнавания для решения различных задач диагностики.

Повышение чувствительности таких диагностических методов станет гарантом снижения количества, отбираемых биопроб. Например, чтобы определить ключевые биологические показатели содержания глюкозы потребуется лишь маленькая капля крови. В действительности необходимый объем крови, который реально уменьшить с нескольких микролитров до нанолитров, позволят отбирать наношприцы.

Некоторые представители нанобиотехнологии утверждают, что в скором будущем появятся наноустройства, измеряющие содержание глюкозы в крови с помощью электрохимической реакции. Такой чудо-аппарат будет состоять из чипа, наноэлектродов и системы автоматического дозирования, выделяющее в кровь инсулин согласно заданной программе. Если развивать эту перспективу дальше, то одно из таких устройств заменит некоторые функции поджелудочной железы, которые она теряет при остром (тип I) или хроническом (тип II) диабете.

В диагностике ферментативных реакций сегодня пользуются индивидуальными глюкометрами, в основе работы которых лежат реакции окисления глюкозы до глюконовой кислоты, продуктом которых является перекись водорода. В результате электрохимического определения ее генерируется сигнал, который после оцифровки выводится на дисплее глюкометра. Это самый удачный пример гибридного ферментативно-электронного интерфейса, который стал доступным благодаря биотехнологии и электроники. Стоит также отметить что оперативно купить к глюкометру тест-полоски в магазине MEDzakaz можно на сайте medzakaz.com.ua.

В ДНК-технологиях особое место занимает полимеразная цепная реакция. Она востребована в криминалистике – дает возможность четко установить принадлежность биологических образцов. В сельском хозяйстве эта реакция используется для определения генотипов по локусам генов, детерминирующих показатели продуктивности и устойчивости к заболеваниям. ПЦР-анализ – это эффективный способ определения аллелей, способных вызвать генетически обусловленные недуги. Еще один пример метода, основанного на специфичности взаимодействия нуклеиновых кислот, - ДНК-чипы, которые также называются ДНК-микроматрицами. Эта технология позволяет изучать экспрессию сразу у тысяч и даже десятков тысяч генов. ДНК-чипы представляют интерес как для фундаментальной, так и для персонифицированной медицины будущего.

Этот метод может быть значительно усовершенствован за счет применения нанотехнологий, обеспечивающих, например, проведение реакций в микрообъеме при использовании «лабораторий на чипе». Эта перспектива уменьшит объем образца, необходимого для исследования ДНК- и РНК-методами. Подобное повышение чувствительности было бы особенно полезно для криминалистики и ранней диагностики злокачественной трансформации. Чрезвычайно важная область исследований – мониторинг окружающей среды и обнаружение боевых отравляющих веществ и биологических агентов.

Источник http://medzakaz.com.ua