Scienty

Фото: img.freepik.com

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета и Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени И.П. Павлова разработали инновационный способ определения уровня кальция в слюне. Данная методика способна существенно улучшить точность диагностики различных заболеваний, в частности, остеопороза и нарушений в работе слюнных желез. Исследование, которое было поддержано грантом РНФ, опубликованы в Sensors and Actuators B: Chemical.

Кальций, присутствующий в секрете слюнных желез, служит значимым показателем здоровья. Он переходит туда непосредственно из плазмы крови. Поддержание его нормальной концентрации необходимо для формирования зубной эмали, обеспечения минерального равновесия и реализации защитных механизмов в ротовой полости.

Недостаток этого вещества может указывать на значительные нарушения в работе организма. Уменьшение количества его свободной формы связано с потерей минералов из костей, что является явным признаком остеопороза. Отклонения от нормы также служат важным диагностическим показателем при диагностике злокачественных опухолей и других заболеваний.

На сегодняшний день атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС) остаётся основным методом оценки общего содержания кальция в слюне. При этом важным недостатком этого подхода является невозможность определения соотношения между свободным кальцием и кальцием, связанным в химических комплексах, что представляет собой существенную потребность для врачей.

«По словам руководителя проекта, профессора кафедры физической химии СПбГУ Константина Михельсона, для постановки клинического диагноза необходимо учитывать не только общее количество вещества, но и концентрацию его свободной формы, которую нельзя определить напрямую с помощью стандартных измерительных процедур.

Информация о ней извлекается посредством электрохимических сенсоров, в частности, ионоселективных электродов, которые широко используются в анализаторах при анализе крови. Чтобы адаптировать эту технологию для изучения слюны, исследователям необходимо было подтвердить надежность работы электродов в этой среде и разработать метод преобразования показаний в концентрацию с учетом изменяющегося состава образцов. Решение этих задач стало возможным благодаря комплексному подходу, объединившему экспериментальные исследования и расчеты, основанные на специально разработанной математической модели.

Авторы исследования подчеркивают, что разработанный подход обладает значимой практической ценностью, так как биологически активной выступает свободная форма элемента, непосредственно вовлеченная в метаболические процессы. К примеру, колебания ее концентрации в биологической жидкости могут выступать в качестве предвестника деминерализации костной ткани при остеопорозе, а также содействовать дифференциальной диагностике опухолей. Следовательно, новая методика создает возможности для разработки неинвазивных и точных инструментов для ранней диагностики. Результаты, полученные в ходе серии экспериментов с использованием реальных образцов, подтверждают эффективность предложенного метода.

Исследование проводилось с использованием инфраструктуры Научного парка СПбГУ, в частности, измерения методом атомно-эмиссионного спектроанализа проводились в ресурсном центре «Методы анализа состава вещества».

Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ