Наука и технологии России

Вход Регистрация

Анализ крови станет не сложнее теста на беременность благодаря российской разработке

Исследователи из ИОФ РАН и МФТИ разработали новую биосенсорную тест-систему, основанную на применении магнитных наночастиц и предназначенную для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости. Исследование опубликовано в журнале Biosensors and Bioelectronics

Новая разработка по своему принципу напоминает тест на беременность, сообщает пресс-служба вуза. Анализ проводится с помощью небольшой тест-полоски из пористого материала с двумя реакционными линиями. С одной из сторон наносится капля исследуемой жидкости; через некоторое время результат проявляется активацией либо одной, либо двух линий. Такая тест-полоска может долго храниться до использования. Проведение теста занимает мало времени, не требует специально обученного персонала, легко может проводиться рядом с пациентом и даже в полевых условиях.

Анализ_крови На полоску наносится капля исследуемой жидкости (1). Жидкость, ­распространяясь по полоске за счет кап­иллярного эффекта, захватывает магнитные частицы, которые “скреплены” с антителами к анализируемому белку (2). В процессе движения по полоске частицы связываются с нужным белком. Далее поток жидкости встречает две линии - тестовую (3) и контрольную (4). Тестовая содержит антитела, ­которые задерживают белок и­ заодно те магнитные метки, которые с ним соединились. Контрольная линия срабатывает в ­том случае, если тест-полоска пригодна к­ использованию. Тестовую линию впосоледствии анализируют в портативном приборе с помощью  запатентованной методики  MPQ (англ. magnetic particle quantification) высокочувствительного подсчета магнитных наночастиц по нелинейному перемагничиванию,  которая позволяет регистрировать от 60 зептомолей (приставка «зепто-» означает 10 в минус двадцать первой степени!) наночастиц в линейном диапазоне,  превышающем десять миллионов раз. Изображение предоставлено пресс-центром МФТИ.

Образец наносится на полоску, пропитывает его, после чего можно считывать результат. На этом сходство с тестом на беременность заканчивается. В случае с "классическим" тестом на беременность результатом может быть либо «да», либо «нет». По словам, ведущего автора исследования Алексея Орлова из ИОФ РАН, азработанный тест позволяет не только выявить наличие белка с высокой чувствительностью, но и точно определить его концентрацию, причем даже в непрозрачных средах, например в цельной крови, а само измерение проводится с помощью портативного прибора. При этом, точность определения будет даже превосходить точность методов, которые выполняются только в лаборатории и только квалифицированным персоналом, говорится в сообщении.

Ученые отмечают, что наряду с высокой чувствительностью определения концентрации белка, новая тест-система позволяет проводить измерения в широком диапазоне: верхний порог определяемой концентрации превышает нижний более чем в 4000 раз.

Работу новой системы протестировали путем измерения в крови 0,025 нанограмм на миллилитр (при норме до 4 нанограмм) простат-специфического антигена - одного из наиболее массово контролируемых маркеров при диспансеризации мужчин.  

Простат-специфический антиген, ПСА, является одним из возможных маркеров рака предстательной железы - а в криминалистике применяется для обнаружения следов семенной жидкости. Оба применения связаны с определенными ограничениями и не позволяют однозначно поставить диагноз/доказать вину подозреваемых, но возможности новой биосенсорной платформы не ограничиваются анализом ПСА; данный белок был выбран лишь для демонстрации.

Чувствительность определения ПСА новым методом достаточна, чтобы понять, не начался ли рецидив после удаления предстательной железы. Удается не просто показать выход какого-либо показателя за пределы норматива, но и легко проследить за динамикой концентрации белковых маркеров заболеваний.

Полученные результаты ученые сравнивали с “золотым стандартом” для определения ПСА - иммуноферментным анализом (ИФА), подтвердив корректность работы новой тест-системы и ее превосходство над традиционной технологией.

По словам руководителя исследований и заведующего лабораторией ИОФ РАН Петра Никитина  (выпускника МФТИ 1979 г) разработанные магнитные методы и регистраторы для считывания наномаркеров на тест-полосках позволяют не только обеспечивать упомянутые пределы и диапазоны измерения концентраций антигенов, но и эффективно контролировать все технологические этапы:

«Таким образом мы контролируем весь процесс: от разработки и оптимизации протоколов иммуноанализа, до проведения и интерпретации результатов. Это, в частности, достигается путем количественного мониторинга  перераспределения наномаркеров в процессе биохимических реакций вдоль всех составляющих 3D пористых компонентов тест-полосок, что не реализовывалось сих пор иными методами. Кроме того, используемые для синтеза магнитных наночастиц соли железа несравнимо доступнее и дешевле, чем реагенты для синтеза золотых наночастиц, наиболее распространённых в пороговых тестах типа теста на беременность».

Сочетание надежности, доступности и высокой точности с высокой чувствительностью позволяет рассчитывать на скорый переход разработки от лабораторного прототипа к серийному производству. Разработчики пока не называют конкретные сроки , но подчеркивают, что их тест-система может применяться не только для диагностики болезней, но также и в ряде других задач. Биосенсор позволит, не прибегая к сложному оборудованию, проводить анализы пищевых продуктов и лекарств, экологический мониторинг окружающей среды.

STRF.ru

РЕЙТИНГ

4.64
голосов: 11

Обсуждение

Новости

В человеческой слюне найдена новая форма жизни

Марсианская почва пригодна для выращивания земных овощей

Шимпанзе знают секрет крепкого сна

На Марсе обнаружен земной минерал

Люди не способны обойтись без телефона ни минуты

У человека тоже есть встроенный «биокомпас»

Кстати,
на
52%
сократились...
Конференция IPS-21