Группа под руководством Университета Ла Троба (Австралия) разработала прорывной сенсор, способный быстро отслеживать молекулярные изменения в крови, что открывает путь к персонализированной медицине в реальном времени. Открытие преодолевает главный барьер в анализе крови — проблему быстрого засорения сенсоров, которая делает невозможным получение точных мгновенных показаний в течение длительного времени. Исследование опубликовано в журнале ACS Sensors.
Ученые объединили природное защитное покрытие (лубрицин), быстро реагирующие рецепторы и сверхчувствительный оптический метод обнаружения, известный как поверхностно-усиленное рамановское рассеяние (SERS). Это позволило имитировать свойства клеточных поверхностей: защиту от загрязнений и способность воспринимать молекулы.
Впервые в мире с помощью SERS удалось обнаружить антибиотик ванкомицин в необработанной крови — чувствительность сохранялась более 10 часов. Секрет сенсора заключается в его клеточной структуре, которая фильтрует молекулы из крови, обеспечивая сверхчувствительное обнаружение.
Другие сенсоры также обнаруживали ванкомицин, но новый оказался в 100 миллионов раз чувствительнее. Это делает его первым практическим сенсором реального времени на основе данной технологии, способным работать внутри такой жидкости, как кровь. Разработка решает давние проблемы чувствительности, скорости отклика и загрязнения поверхности.
SERS — это оптическая техника, считывающая молекулярные изменения с помощью света. Способность обнаружить одну молекулу делает метод крайне чувствительным, но одновременно уязвимым к загрязнению. Чтобы предотвратить это, исследователи создали микроскопический экран из лубрицина — природной молекулы, предотвращающей прилипание нежелательного материала к клеточным поверхностям. Внутри защитного слоя разместили быстро реагирующие ДНК-рецепторы, которые захватывают молекулы.
Сенсор значительно расширяет диапазон обнаружения, позволяя измерять гормоны, токсины и другие биомаркеры, появляющиеся в низких концентрациях. Это критически важно для раннего выявления заболеваний и мониторинга реакции организма на лечение. Разработка также демонстрирует способ преодолеть давний компромисс между высокой чувствительностью и быстрым откликом в молекулярном тестировании.
Ранее Наука Mail рассказывала, может ли переливание молодой крови остановить старение мозга.
