Молодым ученым из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ Дмитрию Федянину и Юрию Стебунову удалось разработать наномеханический сенсор для определения химических составляющих разного рода веществ. Также прибор может обнаружить биологические объекты, к примеру, маркеры вирусов, которые появляются при отклике иммунитета на такие болезни, как герпес, ВИЧ и гепатиты всех форм. Причем новая методика намного совершеннее и дешевле существующих диагностических способов.

Этот сенсор способен обнаружить маркеры онкологических заболеваний, что служит сигналом того что в организме развивается злокачественная опухоль, и может выявлять тяжелейшие заболевания на ранних стадиях еще до того, как они будут обнаружены любыми другими способами. Это очень важный шаг в будущее для диагностирования заболеваний.

Само устройство прибора детально описали в журнале Scientific Reports. По виду оно представляет собой оптический чип. По сравнению с аналоговыми устройствами, отечественный прибор изготовлен по стандартным технологиям и в нем нет сложных узлов. В приборе полностью отсутствуют электрические цепочки, а вся конструкция складывается всего из двух деталей – фотонного (плазменного) нановолновода, который управляет оптическим сигналом, и нависающего над волноводом кантилевера.

В процессе работы по волноводу расходятся два сигнала: от первого сигнала кантилевер приходит в движение, второй — считывает сигналы, содержащие в себе информацию о движениях кантилевера. Движения кантилевера определяют химический состав вещества, в котором находится чип. Покрытый антителами определенного вируса, кантилевер начинает вылавливать частицы вируса из исследуемого вещества. Далее, колеблющаяся балка с налипшими на нее вирусами продолжает движения и рассеивает электромагнитные волны, которые фиксируются на выходе.

Проведя все расчеты, исследователи доказали, что сенсор совместит в себе сверхчувствительность, простоту изготовления и маленькие размеры, которые позволят ему быть элементом любого портативного устройства. На чипе, не превышающем нескольких миллиметров, можно объединить несколько тысяч таких устройств, которые настроены для нахождения разных частиц и молекул. Ученые считают, что новый сенсор сделает процесс диагностики серьезных заболеваний намного эффективнее.