Мікрокапсули з начинкою з ферменту, що реагує на глюкозу, можуть працювати більше року.
У наш час хворі на діабет легко можуть дізнатися рівень глюкози в крові за допомогою портативних глюкометрів. Але для глюкометра потрібен зразок крові, тобто потрібно робити укол у палець - укол нехай і неглибокий, але все ж болісний. Чи є спосіб дізнатися рівень глюкози без того, щоб весь час колоти собі пальці? Це може бути, наприклад, якийсь біодатчик, вживлений не дуже глибоко під шкіру і постійно зчитує потрібні біохімічні показники.
Саме такий біодатчик розробили співробітники Інституту теоретичної та експериментальної біофізики (ІТЕБ) РАН разом з колегами з Великобританії та Німеччини. Принцип його роботи в тому, що фермент глюкозооксидаза окисляє глюкозу, а продукти реакції взаємодіють з особливим флуоресцентним барвником, змушуючи його світитися. За світінням можна визначити рівень глюкози. Сам фермент знаходиться в спеціальних мікрокапсулах, які вводяться під шкіру.
При виготовленні мікрокапсул спочатку роблять біомінеральне ядро зі звичайного крейди, змішаного з ферментом; ядро оточують багатошаровою оболонкою, яка не дає глюкозооксидазі піти з капсули, але при тому вільно пропускає до ферменту глюкозу. Біомінеральне ядро розчиняється, так що в капсулі залишається тільки фермент. Між шарами оболонки знаходиться барвник із солі рутенію.
Мікрокапсули впроваджуються на зовсім невеликій ділянці шкіри площею всього кілька міліметрів. По суті це щось на зразок татуювання: «розумна тату» відчуває глюкозу і починає флуоресціювати, її випромінювання можна вважати оптичним датчиком, які переведе світловий сигнал в цифри, що позначають рівень глюкози. За словами авторів роботи, «розумна тату» може працювати близько року, а то й довше. Поступово мікрокапсули розпадаються, але ніяких шкідливих речовин при цьому не з'являється, та й у будь-якому випадку концентрація продуктів розпаду занадто нікчемна, щоб викликати якусь істотну реакцію шкіри.
При синтезі капсул в них можна завантажити до 80% ферменту, і кілька років тому метод їх синтезу вдалося запатентувати. Однак тут є одна проблема: отримання мікрокапсул поки не виходить автоматизувати. Справа в тому, що вони схильні утворювати великі агрегати, що зазвичай неприпустимо. Доводиться синтезувати мікрокапсули, обробляючи їх ультразвуком і контролюючи кожен етап під мікроскопом. Всі ці етапи вже відпрацьовані, але вся процедура займає повний робочий день, і кількість одержуваних капсул годиться тільки для наукових цілей. Втім, можна сподіватися, що біофармацевтичні компанії все-таки освоять випуск мікрокапсул, адже їх можна використовувати для різних цілей; в них, наприклад, можна вводити в організм ліки, щоб вони вивільнялися поступово, або ж якісь діагностичні препарати.
За матеріалами прес-служби ІТЕБ РАН.