Ученые из Университета Калифорнии в Риверсайде создали сенсор, который способен значительно ускорить диагностику заболеваний и обеспечить более точные результаты по сравнению с существующими методами. Этот инновационный инструмент, основанный на нанопорах, может улавливать сигналы отдельных молекул, что открывает двери к диагностике на молекулярном уровне. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Современные методы диагностики сталкиваются с проблемой: для выявления заболеваний требуется наличие миллионов молекул. Однако группа исследователей под руководством Кевина Фридмана, доцента биоинженерии, показала, что даже анализ одной молекулы может дать ценные сведения. Эта высокая чувствительность может существенно улучшить диагностику заболеваний.
Новый сенсор работает благодаря нанопорам — крошечным отверстиям, через которые молекулы проходят одна за другой. Сенсор фиксирует электрические изменения, возникающие при прохождении молекул через эти поры, что позволяет определить их состав.
Особенностью сенсора является то, что нанопоры действуют как фильтр, снижая фоновый шум от других молекул в образце, который может помешать обнаружению важных сигналов. Это решение значительно повышает точность и снижает риск потери ценного диагностического сигнала, что крайне важно для обеспечения высокой точности анализа.
Нанопорные сенсоры могут стать основой для разработки компактных и портативных диагностических наборов, не больше, чем USB-устройство. Эти устройства смогут выявлять инфекции на самых ранних стадиях, что значительно ускорит процесс диагностики и лечения различных заболеваний, включая вирусные инфекции и хронические болезни. В отличие от традиционных тестов, для подтверждения инфекции которых требуется несколько дней, сенсоры на основе нанопор способны обнаружить болезнь всего за 24-48 часов.
"Нанопоры позволяют обнаружить инфекцию до появления симптомов и распространения болезни, что является важным для своевременного вмешательства и лечения," — отметил Фридман.
Исследования с использованием нанопор также приближают ученых к достижению цели секвенирования белков на молекулярном уровне — задаче, которая давно стоит перед биологами.
Фридман уверен, что технологии на основе нанопор скоро станут стандартом как в научных исследованиях, так и в медицине, став неотъемлемой частью диагностических наборов, используемых как в домашних условиях, так и в клиниках.
"Я уверен, что нанопоры станут частью повседневной жизни," — добавил он.
С изобретением сенсора диагностика и биологические исследования могут значительно измениться в ближайшие годы, что откроет новые горизонты для персонализированной медицины.
