Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) представили революционную разработку — ультрадешевые одноразовые сенсоры для диагностики широкого спектра заболеваний. Эти детекторы основаны на электродах, покрытых ДНК, и способны выявлять даже малые концентрации генетического материала патогенов или раковых клеток. Стоимость одного устройства — всего около 50 центов.
Сенсоры используют электрод из золотой фольги, приклеенный к пластиковой подложке. На его поверхность наносится ДНК, связанная с молекулами серы (тиолами). В сочетании с системой CRISPR и ферментом Cas12 устройство способно «считывать» молекулярные мишени. Если в образце присутствует, например, фрагмент вирусной или раковой ДНК, Cas12 активируется и начинает разрушать все ДНК на поверхности электрода, резко изменяя измеряемый электрический ток.
Проблема предыдущих версий заключалась в нестабильности ДНК — ее приходилось наносить перед каждым использованием. Новое решение — покрытие из недорогого полимера поливинилового спирта (PVA) — позволило защитить ДНК от окислителей и высоких температур. Этот «тент» из полимера легко смывается перед использованием, а в сухом виде сохраняет работоспособность сенсора до двух месяцев даже при температуре до 65°C.
Эксперименты показали, что покрытые сенсоры успешно выявляют маркер PCA3 — ген, связанный с раком простаты, в образцах мочи. По мнению ученых, такие тесты подойдут и для других образцов: слюны, мазков из носа или полости рта.
Новая технология особенно перспективна для диагностики в условиях ограниченных ресурсов — в сельской местности, развивающихся странах или даже дома. В отличие от традиционных ПЦР-тестов, новые сенсоры не требуют сложного оборудования и могут быть массово произведены, транспортированы без холодильников и применены вне лабораторий.
Разработка уже вызвала интерес в предпринимательской среде: исследовательская команда принята в акселератор стартапов MIT delta v. Ученые планируют вывести технологию на рынок, сделав диагностику рака, ВИЧ, ВПЧ и других болезней более доступной. Исследование опубликовано в журнале ACS Sensors.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России создают ИИ-модель для оценки риска отрыва тромбов.