Развитие науки и технологий позволяет в том числе создавать новые эффективные меры предупреждения заболеваний на ранних стадиях. И для этого необходимы методы, способные быстро адаптироваться к изменяющимся мишеням, которые будут недороги и просты в использовании и смогут достичь необходимой чувствительности на уровне единичных частиц (например, для борьбы с ежегодными эпидемиями гриппа или covid).
Один из самых интересных и наукоемких проектов-победителей прошлых лет – разработка пьезокерамического биосенсора для определения биологических мишеней, в том числе свидетельствующих о заражении коронавирусом. Его автор Ассель Ахметова поставила перед собой задачу получения новых экспериментальных данных обнаружения вирусов и биомакромолекул. Данный метод представляет собой неинвазивную диагностику: обнаружение производится на основе исследования биологических жидкостей человека. Разрабатываемый биосенсор может занять достойное место в линейке отечественного оборудования для медицины и биомедицины.
В чем заключается исследование? Белок сыворотки крови, содержание которого максимально в плазме, называется альбумин. Это основной белок плазмы крови, его назначение – строительство новых клеток в виде незаменимых аминокислот. Фракции этого вида белка достаточно большие, так как выполняют функции транспортировки и связывания. Этот вид белка продуцируется клетками печени, а потом попадает вместе с кровяным руслом прямо в органы мочевыделения. У здорового человека фракции белка альбумина не должны быть обнаружены, либо их содержание должно быть минимальным. С помощью изобретенного биосенсора можно оперативно обнаружить данное отклонение и тем самым предвосхитить многочисленные заболевания (в том числе сердечно-сосудистые).
Новизна проекта заключается не только в разработке неинвазивного и портативного метода диагностики заболеваний, но и в сути самого метода обнаружения. Чувствительность сенсора – 100000 частиц в мл; при этом он позволяет параллельно производить детекцию нескольких молекулярных мишеней (например, вирус гриппа А и E.coli).
В мировой медицинской диагностике на сегодняшней день отсутствуют подобные системы, которые позволяют проводить прямой анализ патогенов и белков.
Разработка биосенсора позволит в перспективе проводить анализы не только на обнаружение вирусов (например, гриппа) и бактерий, но и на другие патогены с использованием соответствующей пары патоген-антиген. В перспективе, поскольку система детектирования универсальна, прибор возможно масштабировать на использование не только в медицине, но и в других отраслях – в частности, в экологических целях для обнаружения загрязняющих веществ.
