Профессор URI разрабатывает более простой и быстрый метод обнаружения примесей в гепарине

        

В 2008 году загрязняющее вещество ускользнуло гарантии качества в фармацевтической промышленности и проникло в большую часть поставок популярного в крови растворителя гепарина, изнурительного сотен и убившего около 100 человек в США

Потребовалось команда исследователей во главе с Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, чтобы подтвердить загрязнение, токсин, структурно подобный гепарину, который был отнесен к китайскому поставщику. Но обнаружение примеси потребовало «огромного усилия тяжелых нападающих в мире химии», – сказал Джейсон Двайер, адъюнкт-профессор химии в Университете Род-Айленда.

После почти восьми лет исследований, Dwyer разработал более простой и быстрый метод обнаружения примеси в гепарине, а также создание процесса, который может иметь более широкие преимущества. Его исследования были представлены сегодня в престижном онлайн-журнале Nature Communications который является частью набора журналов от издателя Nature .

«Существуют тесты, которые намного сложнее и дороже, чтобы обнаружить примесь», – сказал Дуайер из Providence, RI . «Что мы смогли сделать – очень недорогим и быстрым способом – отпечаток гепарина и сказать, когда в нем есть загрязняющее вещество. "

Исследование «Обследование нанопоридов нитрида кремния для гликома и гарантии качества гепарина» также может быть использовано для анализа всего класса молекул, к которым принадлежит гепарин, широко используется в биомедицинской диагностике, фармацевтике и экологическом зондировании. Более широкие исследования сахарного сахара Dwyer были усилены в июле грантом в размере 318 000 долларов США от Национального научного фонда.

Например, Двайер сказал, что новая методика обнаружения может служить инструментом обеспечения качества в фармацевтической промышленности, особенно с усиленным стремлением развивать больше лекарств на основе сахара, таких как гепарин. «Сахара невероятно важны, – сказал Дуайер, чьи исследования в прошлом собрали публикацию в громких журналах« Природа и наука ». «Это то, как бактерии общаются друг с другом, так как мы собираемся разрабатывать множество новых лекарств. Поэтому нам нужны новые инструменты для анализа сахаров».

Чтобы разработать новую методику обнаружения, Дуйер обратился к методу зондирования, доказанному в последовательности ДНК и белков. Датчик состоит из отверстия или нанопоры, менее чем на тысячу толщины человеческого волоса, сидящего на мембране, которая еще тоньше, и испытывает вещества на наименьшем обнаруживаемом уровне – одну молекулу.

Хотя датчик, твердотельный кремний нитрид нанопор, хорошо работал для ДНК, его пришлось переоборудовать для молекул сахара, которые намного сложнее, сказал Двайер, чья группа была одной из первых, сосредоточенных на сахарах.

Начиная с 2010 года, проект был разработан вместе с другой работой команды Dwyer. Потребовались годы для изготовления и тонкой настройки устройств, улучшения нанопоры и предотвращения засорения отверстия. «На протяжении многих лет в этом проекте работало довольно много студентов, – сказал Дуйер. «Мы не смягчились. Мы некоторое время прислоняли голову к стене, и мы поняли, что нам нужно сделать немало фундаментальной работы, прежде чем мы сможем добраться до места обнаружения».

Одна неожиданная проблема была решена Баддини Кавадения, ведущим автором статьи, которая весной завершила свою докторскую степень по химии в URI. Когда она попыталась запустить молекулы сахара через нанопор, они пошли назад. «В 1996 году люди поняли, как ДНК можно ощутить с помощью нанопоры», – сказал Дуайер. «Существовали некоторые странности, но они работали так, как ожидалось. Сахар с самого начала не действовал так, как ожидалось. Поэтому Баддини должен был смотреть на то, что было сделано в течение 20 лет, но знаю, что ей нужно начинать с определенного уровня. «

С кризисом 2008 года исследователям удалось выявить и обнаружить пересыщенный сульфат хондроитинсульфата, который был почти идентичен гепарину. Используя тонкоизмеримый нанопор, исследование Dwyer рассмотрело оба образца, определило, что сигналы, которые они генерировали, были на 99 процентов идентичными, и разработали методы анализа, чтобы использовать 1-процентную разницу для надежного обнаружения примеси.

«Тест, который мы придумали, занимает около 20 минут, – сказал он, – и работает в клинически значимых концентрациях».

Цель состоит в том, чтобы сделать обнаружение примеси еще быстрее, вплоть до минут и секунд. В то же время устройство должно быть адаптировано для коммерческого пользователя, которому может не хватать опыта исследователя в лаборатории разработки технологий. Кроме того, инструмент должен был бы выполнять точно в менее контролируемой среде.

«Здесь исследования начинают переходить в развитие, и мы начинаем совершенствовать условия и устройства еще больше», – сказал Дуайер. «Часто открытие – самая легкая часть. Для его конечного пользователя требуется время».

Нанопор, который вышел из исследования гепарина, был разработан с учетом этого. Он использует технологию, подобную той, что была найдена почти во всех частях бытовой электроники, – сказал Дуайер, – поэтому уже есть промышленность, готовая производить датчики в больших масштабах.

«Мы всегда стараемся думать о потребительском рынке», – сказал он. «То, что мы делаем в лаборатории, – это одно, а это очень важно, но как мы переводим его в реальный мир?»

Источник:

https://today.uri.edu/news/uri-chemistry-professor-develops-new-contaminant-detection-technique-for-blood-thinner -heparin /

      

Source link