Профессор фармакологии Северо-Восточного Университета (Northeastern University, США) Таня Конри (Tania Konry) разработала универсальное устройство, способное проводить широкий спектр биологических анализов за небольшое время, и имеющее стоимость обычного оборудования. Дело в том, что для проведения тех же анализов прибор использует значительно меньше материалов и сверхчувствительные методы детекции.
В настоящее время исследователи сталкиваются со значительным ограничением времени и финансовыми препятствиями из-за необходимости проведения анализов на регулярной основе. Сотни долларов и сутки времени необходимы для выявления в биологическом материале наиболее важных биомаркеров, указывающих на такие заболевания, как рак или диабет. Например, при необходимости проведения мониторинга живых опухолевых клеток необходимо использовать совершенно разные методы. Это требует времени и целый спектр дорогого специального оборудования. Хотите провести бактериальный анализ? Будьте готовы подождать несколько дней, пока бактерии вырастут, прежде чем вы сможете получить значимый результат.
ScanDrop, созданный Конри, является портативным устройством размером не больше обувной коробки, обладающий способностью анализировать множество биологических веществ. Благодаря этому он будет выгоден широкому кругу пользователей за пределами медицинского сообщества, в том числе для проведения мониторинга окружающей среды и основных научных исследований.
Прибор функционирует как миниатюрная научная лаборатория. Он содержит крошечный чип, сделанный из полимера или стекла, со столь же крошечными пробирками. В одну из таких пробирок подается сверхмалый объем изучаемого образца, который протекает через «мини-лабораторию» и выходит с другой стороны. Внутри пробирки образец подвергается обстрелу микроскопическими бусинами, разработанными для определения тестируемых параметров. Например, один тип бусин может быть покрыт антителами, избирательно связывающимися, например, с белками кишечной палочки для определения качества воды. Другой – может определять онкомаркеры или связываться с вирусом столбняка для иммунного анализа.
«Для любого биологического объекта используется один и тот же подход», — говорит Конри.
При детекции специфического маркера или клетки бусины флуоресцируют; благодаря этому свойству ScanDrop может оценить уровень концентрации исследуемого маркера или клеток.
В связи с тем, что тестируемые с помощью прибора объемы чрезвычайно малы, время теста сокращается до нескольких минут. То есть, получать результаты можно почти в режиме реального времени в меняющемся образце, будь это уровень бактерий в толще воды или динамика уровня инсулина в крови пациента, больного диабетом.
Конри отмечает, что другие механизмы тестирования не только чрезмерно дороги, но также бесполезны при использовании в полевых условиях. Для сравнения, портативность ScanDrop делает его более функциональным и эффективным в полевых условиях.
Исследовательская группа Конри недавно объединила усилия с группой из Калифорнийского Университета в Беркли (University of California at Berkeley, США), разработавшей программное обеспечение, позволяющее на расстоянии контролировать активность прибора из любой точки планеты. Эта функциональная особенность может быть особенно полезна, когда прибор устанавливается в какой-либо местности для длительного мониторинга окружающей среды. По словам Конри, это свойство придаст еще больше эффективности прибору.
Сообщение о разработке опубликовано в журнале PLOS ONE.
Доцент фармацевтических наук Таня Конри разрабатывает новую аналитическую платформу ScanDrop, которую можно будет применять для целого ряда диагностических и исследовательских целей. (фото: Brooks Canaday)
По материалам Northeastern University
Оригинальная статья:
Alexander Golberg, Gregory Linshiz, Ilia Kravets, Nina Stawski, Nathan J. Hillson, Martin L. Yarmush, Robert S. Marks, Tania Konry. Cloud-Enabled Microscopy and Droplet Microfluidic Platform for Specific Detection of Escherichia coli in Water. PLoS ONE, 2014; 9 (1): e86341 DOI: 10.1371/journal.pone.0086341
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология»