Российские исследователи создали портативный биосенсор, который определяет онкомаркеры в слюне человека за две минуты. Разработка предназначена для раннего выявления рака кишечника, поджелудочной железы, лёгких и других органов. Над устройством работали учёные МФТИ, Института общей физики РАН, университета «Сириус» и МИЭТ, результаты представлены в журнале Microchimia Acta.
Авторы подчёркивают, что для массового скрининга и наблюдения за эффективностью терапии предпочтительнее использовать не кровь, а более простые в заборе биожидкости — например, слюну. Главная сложность в том, что концентрация онкомаркеров в слюне значительно ниже, чем в крови, и большинство стандартных методов анализа не улавливает такие низкие уровни.
Новый сенсор обнаруживает раково‑эмбриональный антиген (РЭА) в концентрациях от 0,1 фемтограмма на миллилитр до 10 нг/мл. РЭА используют как информативный маркер при диагностике и контроле лечения ряда опухолей желудочно‑кишечного тракта, поджелудочной железы и лёгких.
Высокая чувствительность достигается за счёт использования аптамера — короткого фрагмента ДНК, специально подобранного для прочного и избирательного связывания с молекулой РЭА. Аптамер наносится на графеновую подложку, соединённую с миниатюрными электродами. Благодаря этому сенсор реагирует именно на целевой онкомаркер, а не на фоновые компоненты слюны.
Устройство работает в двух режимах. В первом оно функционирует как полевой транзистор: факт связывания аптамера с РЭА фиксируется по изменению тока в графеновом канале. Этот режим обеспечивает сверхвысокую чувствительность до зептомолярных концентраций. Во втором, электрохимическом, варианте измеряют изменение тока окислительно‑восстановительной реакции на графеновом электроде, что расширяет диапазон определяемых концентраций. Совмещение двух подходов на одном чипе повышает надёжность результата.
По словам первого автора работы Анастасии Кудрявцевой (ИОФ РАН, МФТИ), показано, что поиск биомаркеров в слюне может стать основой будущих экспресс‑тестов на социально значимые заболевания. Ведущий научный сотрудник МФТИ Иван Бобринецкий указал, что технология позволяет сделать такие тесты недорогими и простыми, сопоставимыми по удобству с глюкометром. Заведующий лабораторией ИОФ РАН Пётр Никитин отметил, что мониторинг РЭА с помощью подобных сенсоров поможет своевременно фиксировать возможный рецидив опухоли и быстрее корректировать лечение, что способно улучшить выживаемость онкопациентов.
Читайте также: