Ученые из Академгородка разработали особенные биосенсоры
Ученые из Академгородка разработали особенные биосенсоры
Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН разработали биосенсоры, которые чувствительнее тестов на основе метода полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Наверное, хоть раз в жизни каждый из нас сдавал анализы или делал ПЦР-тест. Обычно результатов приходится ждать от нескольких часов до недели. Сибирские учёные разрабатывают прибор с картриджами-биосенсорами, который в разы ускорит получение достоверного результата.
Для аналога ПЦР-теста, например, время сократится до 15 минут. Биосенсор может использоваться для диагностики бактериальных, вирусных заболеваний и мутаций в генах. Для обнаружения нужных мишеней достаточно поместить любую предварительно очищенную биологическую жидкость (кровь, слюну, мочу, сперму) на чувствительную поверхность прибора.
Если в анализируемом веществе есть нуклеиновая кислота искомых патогенов, то она взаимодействует с микропроволочными элементами на биосенсоре, и прибор покажет их содержание через графики на дисплее. Прибор состоит из нескольких устройств. Источник питания подаёт напряжение к чувствительной поверхности с биоматериалом, затем регистрируется изменение силы тока, и данные в виде графиков выводятся на монитор компьютера.
– Графики может проанализировать как медработник (для этого достаточно базового образования), так и программа. Оборудование займёт места не больше, чем принтер, – отмечает младший научный сотрудник лаборатории структурной биологии ИХБФМ СО РАН Анастасия Булгакова.
По информации издания «Наука в Сибири», в планах – уменьшить прибор до размеров тонометра. Его можно будет использовать для быстрой диагностики заболеваний в местах оказания медицинской помощи или, например, аэропортах.
Сама чувствительная поверхность биосенсора выглядит как небольшой чип, он сделан на основе структур кремния на изоляторе – это тонкие микропроволоки, на которые учёные пришивают определённые молекулы для диагностики нуклеиновых кислот.
Химики, физики, биологи и инженеры пытаются сделать устройство достаточно чувствительным, чтобы выявлять молекулы и соединения даже в малых дозах. Это очень важно для обнаружения, например, РНК-маркеров, ассоциированных с раком лёгких, которые очень сложно обнаружить на ранней стадии заболевания.
Сейчас биосенсор демонстрирует чувствительность на уровне атомолярных концентраций, что соответствует десяткам тысяч копий молекул ДНК в литре. Этого достаточно для анализа без использования технологии ПЦР.
Раньше биосенсоры заказывали в Великобритании, но сейчас используют чипы, созданные в Институте физики полупроводников СО РАН. Есть аналогичные устройства на основе графена, но кремниевые дешевле. Кроме того, их производство лучше масштабируется.
На фото: биосенсор на структурах кремния на изоляторе
Фото Елизаветы Койновой и Полины Червониной
Другие новости на тему
Комментарии