Российские учёные разработали биосенсор, который позволяет за две минуты выявлять ранние стадии рака кишечника, поджелудочной железы, лёгких и ряда других органов по анализу слюны. Устройство создавали специалисты Московского физико‑технического института, Института общей физики РАН, университета «Сириус» и Московского института электронной техники. Статья о разработке опубликована в журнале Microchimia Acta.
Авторы работы напоминают, что ранняя диагностика онкозаболеваний — один из самых эффективных способов снизить смертность и инвалидизацию. Для массового скрининга и мониторинга лечения удобнее использовать легко доступные биожидкости, в том числе слюну. Проблема в том, что концентрация онкомаркеров в ней в тысячи раз ниже, чем в крови, а существующие методы обычно не обладают достаточной чувствительностью.
Новый биосенсор решает эту задачу. Он фиксирует ультранизкие концентрации белков‑онкомаркеров. В частности, устройство способно обнаруживать раково‑эмбриональный антиген (РЭА) в слюне от 0,1 фемтограмма на миллилитр, при этом рабочий диапазон чувствительности простирается до 10 нг/мл. РЭА считается одним из ключевых маркеров при диагностике и контроле лечения рака кишечника, поджелудочной железы, лёгких и ряда других органов.
В основе детектора лежит аптамер — короткий фрагмент ДНК, который специфически связывается с целевым белком. Этот аптамер закрепляют на графеновой подложке миниатюрных электродов, благодаря чему он избирательно «ловит» только молекулы РЭА и практически не реагирует на прочие компоненты слюны.
Сенсор работает в двух режимах. В транзисторном режиме регистрация идёт по изменению тока в графеновом канале между электродами, что обеспечивает рекордную чувствительность до зептомолей (10⁻²¹ моль/л). В электрохимическом режиме измеряют изменение тока окислительно‑восстановительной реакции на электроде с графеном, что расширяет динамический диапазон. Совмещение двух независимых принципов снижает риск ошибок и повышает надёжность диагностики.
Как рассказала aif.ru первый автор работы, сотрудник ИОФ РАН и аспирант МФТИ Анастасия Кудрявцева, предложенный подход позволяет быстро создавать высокочувствительные сенсоры для определения РЭА в слюне и может стать основой экспресс‑диагностики социально значимых заболеваний. Ведущий научный сотрудник МФТИ Иван Бобринецкий отметил, что по стоимости и удобству такие тесты в перспективе можно приблизить к глюкометрам, сделав проверку доступной как в клиниках, так и дома. Заведующий лабораторией ИОФ РАН Пётр Никитин добавил, что регулярный контроль уровня РЭА после операции или химиотерапии поможет вовремя заметить возможный рецидив и оперативно скорректировать лечение.
Читайте также: