Чувствительные нанопроводные детекторы болезней созданы учеными Йеля
Ученые Йельского университета создали сенсоры на основе нанопроводов, объединенные с простой микроэлектроникой, которые обладают достаточной чувствительностью и специфичностью для применения в диагностике у постели больного (point-of-care, POC). Результаты опубликованы в Nano Letters.
Принцип работы
Детектор использует активацию иммунных клеток высокоспецифичными антигенами — маркерами бактерий, вирусов или раковых клеток. Когда T-клетки активируются, они производят кислоту, что создает крошечный ток в нанопроводной электронике, сигнализируя о присутствии конкретного антигена. Система способна обнаружить всего 200 активированных клеток.
Ключевое улучшение
В более ранних работах эта же группа показала, что нанопровода могут обнаруживать общую активацию такого малого числа T-клеток. Новое исследование расширяет эти возможности: теперь система может идентифицировать активацию одним специфическим антигеном, даже на фоне существенного "шума" от общей иммунной стимуляции других клеток.
Цитата автора
"Представьте, что я — детектор в комнате, где тысячи незнакомых людей разговаривают, — и я шепчу: "Кто меня знает?". Я настолько чувствителен, что могу услышать даже нескольких людей, говорящих "Я" поверх шума толпы. Раньше мы могли обнаружить, что все говорят — теперь мы можем услышать немногих поверх многих", — пояснил старший автор работы Тарек Фахми, доцент биомедицинской инженерии Йеля.
Преимущества системы
По словам авторов, такой уровень чувствительности и специфичности беспрецедентен для системы, не использующей красители или радиоактивные метки. Помимо чувствительности, преимуществами системы являются:
- Скорость — получение результата за секунды.
- Совместимость с существующей КМОП-электроникой (CMOS).
- Отсутствие ложноположительных результатов — что критически важно для POC-тестирования.
Потенциальное применение
Авторы видят большой потенциал для системы в диагностических центрах POC, особенно в странах с недостаточно развитой системой здравоохранения. Устройство может быть похоже на iPod со сменными картриджами для обнаружения различных заболеваний.
В клинике такие тесты могли бы мгновенно определять штамм гриппа, наличие ВИЧ-инфекции или разновидность туберкулеза или бактерии E. coli. В настоящее время электронных POC-устройств для детекции болезней не существует.
"Такие чувствительные инструменты также могут сыграть роль в обнаружении остаточной болезни после противовирусной терапии или химиотерапии, — отметил Фахми. — Они помогут решить одну из величайших проблем в лечении болезней — понять, удалили ли мы ее полностью".
Источник: Йельский университет Цитирование: Nano Letters 8(10): 3310-3314 (1 октября 2008)