Новые многоразовые биосенсоры быстро выявят вирусы у человека

Ученые из Института синтетических полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова РАН (Москва) с коллегами предложили способ, позволяющий сделать биосенсоры многоразовыми. Авторы добавили к их конструкции съемный элемент — недорогую полимерную мембрану, покрытую аптамерами (небольшими молекулами ДНК), специфически узнающими и связывающими компоненты биологических жидкостей, например частицы вируса у заразившегося человека. Аптамеры устойчивы к нагреванию, изменению кислотности среды и сохраняют работоспособность в биологических средах, что позволяет использовать их в клинической практике.

Чтобы проверить эффективность модифицированных биосенсоров, авторы опустили мембрану с аптамерами в растворы с разными концентрациями вируса гриппа А. Этот патоген исследователи выбрали, поскольку в больницах именно его наличие в первую очередь проверяют у всех пациентов с острыми респираторными инфекциями. При погружении мембраны в раствор аптамеры связывали вирусные частицы, при этом происходили структурные изменения в молекуле аптамера. Затем ученые поместили такую мембрану на биосенсор, и измененная форма аптамера, связавшегося с вирусом, модифицировала электрический ток, пущенный через биосенсор, в результате чего исследователи получили сигнал о наличии патогена.

Разработанное устройство позволило выявить вирус в растворе, если его концентрация составляла 80 тысяч вирусных частиц (или более) на миллилитр. То есть аптасенсоры оказались примерно в 10 тысяч раз более чувствительными, чем используемый в клинической практике анализ на основе антител, но показали результат в 10–100 раз хуже, чем метод ПЦР. Однако, в отличие от ПЦР, занимающей около двух-трех часов, анализ с помощью аптасенсоров длился не более 20 минут. Несмотря на более низкую чувствительность, аптасенсоры потенциально могут использоваться для быстрого анализа состояния пациента.