Петербургские ученые разработали прибор для мгновенной диагностики инфекций

Петербургские ученые вместе с московскими коллегами разработали новый оптический биосенсор, который может за секунды выявлять бактерии и вирусы в биоматериале с помощью инфракрасного света. По мнению создателей устройства, оно будет полезно в людных местах, где надо следить за инфекционной обстановкой — например, в аэропортах.




Устройство, разработанное в петербургском Университете информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), представляет собой серебряную нанопленку с множеством регулярных микроотверстий, нанесенную на прозрачную подложку из природного минерала флюорита. 

Как рассказали в ИТМО, на пленку помещают образец биоматериала, например, соскоб со слизистой оболочки носа. Затем поверхность с биоматериалом просвечивают инфракрасным светом в стандартном лабораторном приборе – инфракрасном спектрометре. По спектру света, прошедшего сквозь образец, уже судят о наличии в нем бактерий или вирусов. В работе ученые использовали бактерию золотистого стафилококка, чтобы показать, как с помощью нового биосенсора можно моментально обнаруживать патогенные микроорганизмы.

По словам разработчиков, биосенсор мог бы найти широкое применение в общественных местах, где необходим постоянный мониторинг состояния здоровья большого числа людей. В частности, в аэропортах. Сейчас для этого используются тепловизоры, которые следят за температурой пассажиров. При повышенной температуре тела, говорящей о потенциальном источнике инфекции, пассажиру требуется сделать дополнительный, уточняющий, анализ, который позволит установить диагноз. При этом, уточняют ученые, в отличие от нового биосенсора анализ биоматериала на бактерии и вирусы с помощью существующих методов, таких как ПЦР, займет несколько дней.

- Оптические биосенсоры, сделанные по нашей технологии, могут обнаруживать даже очень малые количества бактерий, – рассказывает Сергей Кудряшов, ведущий научный сотрудник кафедры лазерных технологий и лазерной техники Университета ИТМО и лаборатории газовых лазеров ФИАН. – Так, ранняя высокочувствительная диагностика инфекционных заболеваний в детских садах, школах и университетах, особенно в периоды сезонных эпидемий, позволит свести лечение к профилактике. Врачам в инфекционных больницах данная методика поможет более оперативно ставить диагноз пациентам.

До внедрения устройства в обиход ученым предстоит создать справочные базы данных, с которыми можно было сравнить показания инфракрасного спектрометра — библиотекой сигналов, так называемых инфракрасных спектров, характерных для определенных групп молекул. Любой микроорганизм можно обнаружить по оптической активности его специфических компонентов. Например, золотистого стафилококка выдают каротиноиды – производные того самого каротина, который окрашивает морковь в оранжевый цвет. Откалибровав библиотеки спектров, ученые планируют определять не только тип бактерии или вируса, но и их количество.

Кроме ИТМО, в разработке биосенсора участвовали ученые из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) и Московского физико-технического института (МФТИ). Исследователям помогали медики московской Инфекционной клинической больницы № 2. Результаты работы были опубликованы в журнале Laser Physics Letters.

Комментариев нет:

Отправить комментарий