Новый тест поможет диагностировать тысячи вирусных болезней за минуты

Cynthia Goldsmith/CDC

Российские химики разработали экспресс-тест, который поможет определять наличие и концентрацию вируса гриппа А за несколько минут. Результаты работы опубликованы в журнале PLoS ONE.

Грипп — коварная инфекция, которая по внешним признакам может напоминать ОРВИ, но по последствиям может быть гораздо опаснее. Прошлый век показал, что пандемии гриппа способны уносить жизни миллионов человек, если своевременно не обнаружить новый опасный штамм и не привить от него здоровое население. Кроме того, ранняя диагностика помогает вылечить больного быстрее и изолировать его, чтобы остановить распространение инфекции. Сегодня для поиска вируса в биологических жидкостях используют полимеразную цепную реакцию (ПЦР) — очень точный метод, основанный на многократном копировании генетического материала вирусов (ДНК или РНК). Но он требует немало времени и стоит недешево. В новой статье химики из МГУ, ИФТТ РАН и ФНЦИРИП им. М. П. Чумакова РАН предлагают использовать для определения вирусных заболеваний спектроскопию гигантского комбинационного рассеяния (Surface Enhanced Raman Spectroscopy, или SERS).

Метод базируется на эффекте рамановского рассеяния: при контакте излучения и молекул вещества в его спектре появляются новые линии, которых не было у первичного света. Анализируя эти данные, ученые делают вывод о молекулярном строении вещества. Однако это очень слабый оптический эффект, на порядки меньше флуоресценции молекул красителя. Чтобы усилить его, химики предложили использовать наноструктурированные металлы (такой подход называют поверхностно-усиленным рассеянием).

Анастасия Новосельцева/МГУ

Ученые создали «сэндвич»-систему для экспресс-анализа: на подложку оксида кремния наносят наноструктурированное серебро, на которое осаждают аптамер (так называют биологически активный короткий участок ДНК, РНК или белка). При погружении в биологическую жидкость аптамеры избирательно связываются с вирусом гриппа А любого штамма. Для получения «сэндвича» на сенсор наносят дополнительные молекулы аптамера с присоединенными молекулами флуоресцентного красителя. Затем подложку с аптамерами и вирусами просвечивают излучением определенной длины волны в спектрометре, и по спектру рамановского рассеяния образца делают вывод о содержании вируса в организме.

«Чувствительность нашего метода сравнима с уже существующими методиками — мы определяем наличие не менее 10 000 вирусов в образце биологической жидкости. Пока мы тестируем нашу методику на модельной жидкости куриных эмбрионов, зараженных вирусами гриппа различных штаммов. В перспективе мы сможем надежно определять не только вирус гриппа А с помощью SERS. Мы планируем наносить на металлическую подложку аптамеры, специфичные и к другим вирусам», — пояснила одна из соавторов исследования, аспирантка химического факультета МГУ Анастасия Новосельцева.

«Рамановская спектроскопия привлекательна простой технической реализацией, — рассказал декан химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, член-корреспондент РАН Степан Калмыков. — На исследуемый объект воздействуют излучением лазера в компактном спектрометре, рассеянное излучение детектируется и обрабатывается на компьютере несколько минут».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.