Немецкие исследователи разработали безопасный метод для отображения рН кожи тела человека. Метод, включающий в себя измерение люминесценции красителей, прикрепленных к микрочастицам, может помочь врачам контролировать заживление ран и рост опухоли.

рН имеет решающее значение в нескольких процессах жизнедеятельности организма. Во время заживления ран, поврежденные слои кожи могут влиять на рН, который влияет на функции некоторых ферментов, необходимых для формирования новой ткани. В опухолях изменения рН также является признаком изменения в метаболизме или начале кислородного голодания. В виду того, что рН претерпевает достаточно малые изменения, врачи стремятся найти способы мониторинга рН в теле в двух измерениях.

Существующий медицинский подход измерения рН использует стеклянный электрод, который следит за разностью потенциалов, созданной поглощенными протонами на поверхности стекла. Но стеклянные электроды позволяют делать исключительно точечные измерения рН и, таким образом, их нельзя использовать для двумерного изображения (2D). Также исследователи ранее разработали другие методы для отображения рН в 2D, они были медленные, ненадежные в различных условиях или биологически несовместимые. Представленный подход быстрый, простой, надежный при изменении условий и применимый для использования in vivo на живых человеческих объектах.

Разработанный метод включает в себя использование двух люминесцентных красителей – один индикаторный краситель и один контрольный – они связаны с микрочастицами и иммобилизованы на гидрогелевую полиуретановую матрицу для создания 2D-сенсоров. Оба красителя поглощают свет светоизлучающего диода (LED) и переизлучают его при другой длине волны, но индикаторный краситель переизлучает в течение короткого периода. К тому же испускание света индикаторным красителем сдерживается поглощением протонов, таким образом, чем меньше рН (выше кислотность), тем меньше интенсивность испускаемого света. Используя камеру ученые, таким образом, измерили эмиссию света индикаторного и контрольного красителя одновременно, и затем позже, когда только контрольный краситель излучал, и учитывали соотношение для определения рН.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Stephan Schremla, Robert J. Meierb, Otto S. Wolfbeisb, Michael Landthalera, Rolf-Markus Szeimiesa, and Philipp Babilasa 2D luminescence imaging of pH in vivo. – PNAS. – Published online January 24, 2011, doi: 10.1073/pnas.1006945108.