Версия для слабовидящих
Шпинат и наноалмазы: новый метод определения уровня железа в крови Печать Email
Новости об инновациях
07.10.2013

Уже несколько поколений родителей потчуют своих детей шпинатом. Увы, это растение не так богато железом, как думали раньше. Но никто не поспорит с тем, что железо – важнейший «ингредиент» здоровья человека. Недостаток железа (от недоедания) приводит к анемии, а повышенное содержаниеэтого металла в крови сигнализирует об опасном воспалительном процессе. Ученые из Ульмского университета (Германия) – специалист по экспериментальной физике Федор Железко (Fedor Jelezko), физик-теоретик Мартин Пленио (Martin Plenio) и химик Таня Вайль (Tanja Weil) разработали оригинальный биодатчик для измерения содержания железа в крови – на основе наноалмазов!

«Стандартные методы анализа не ухватывают – как можно было бы подумать – свободные ионы железа, так как свободное железо является токсичным и поэтому в крови почти неразличимо», – объясняет профессор Вайль. Эти методы опираются на определенные белки, отвечающие за хранения и транспортировку железа в организме. Один из них (ферритин) содержит до 4500 ионов трехвалентного железа на одну молекулу.

Так вот, стандартные методы используют иммунологические техники и дают приблизительную оценку концентрации железа – на основе различных маркеров. В некоторых ситуациях они могут давать противоречащие друг другу результаты.

Ульмские ученые предложили совершенно новый подход к обнаружению ферритина. У них появилось несколько интересных идей.

  • Во-первых, каждый связанный белком атом железа создает магнитное поле, но, поскольку атомов всего 4500, общее магнитное поле очень слабо и трудноизмеряемо.
  • Отсюда вторая сложность – как распознавать настолько слабые поля? Ответ таков – с помощью искусственных алмазов величиной в несколько нанометров. Эти алмазы далеки от совершенства, они прозрачны и бесцветны. Но зато дефекты их кристаллической решетки оптически активны, что и дает цвет наноалмазам.

«Эти центры окраски позволяют нам измерить ориентацию спинов электронов во внешних полях и таким образом измерить их силу», – объясняет профессор Железко. В-третьих, нужно было придумать, как адсорбировать ферритин на поверхности алмаза. «Этого мы добились с помощью электростатического взаимодействия между крошечными частицами алмазов и белками ферритина», – добавляет Вайль.

«Теоретическое моделирование – главное, благодаря чему мы удостоверились, что измеряемый сигнал на самом деле говорит о присутствии ферритина (то есть, что наш метод работает»), – заключает Пленио. В дальнейших планах ульмской группы – точное определение количества белков ферритина и вычисление среднего «груза» железа на белках.

Алмазные сенсоры найдут применение в биологии и медицине. Но у нового метода есть свои ограничения.

«Сьел ли ребенок свой шпинат, или нет – алмазный датчик не покажет. Это всё равно смогут выяснить только родители», – признается Пленио, директор Института теоретической физики при университете.

Данные исследования представлены в журнале NanoLetters.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/shpinat-nanoalmazy-novyi-metod-opredeleniya-urovnya-zheleza-v-krovi

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта