Американские ученые разработали подключаемое к смартфону мобильное устройство для молекулярной экспресс-диагностики инфекционных заболеваний, которое не нуждается в специальной подготовке биообразца, источнике электроэнергии и квалифицированном персонале. Отчет о работе принят для публикации в журнале Sensors andActuators B.

Принцип работы устройства, созданного в Университете Пенсильвании, основан на петлевой изотермической амплификации (LAMP) нуклеиновых кислот патогена. Этот метод гораздо чувствительнее, чем иммунохроматографическая диагностика (она используется в нескольких экспериментальных мобильных системах), и, в отличие от ПЦР, не требует циклических изменений температуры.

Корпусом нового прибора служит обычная вакуумная термокружка. Внутри нее находится микрожидкостный LAMP-чип, ферментативно повышающий концентрацию генетического материала возбудителя в образце крови. Он работает при постоянной температуре 60—65 градусов Цельсия. Необходимый нагрев обеспечивает термоэлемент из сплава магния с железом, который при контакте с водой вступает в экзотермическую реакцию. Постоянство температуры поддерживает фазоизменяющий материал PureTemp 68, плавящийся при 68 градусах Цельсия.

Внешний вид устройства и термоэлемента. Shih-Chuan Liao et al., Sensors and Actuators B, 2016

Визуализация результатов LAMP в реальном времени проводится путем регистрации флуоресценции образца. Для этого исследователи вмонтировали в крышку-держатель для смартфона (ее напечатали на 3D-принтере) фильтр возбуждения и эмиссионный фильтр, которые позволяют пользоваться вспышкой и камерой смартфона. В эксперименте ученым удалось выявить ДНК вируса простого герпеса 2 типа в образце,содержащем всего сто вирусных частиц.

Благодаря простоте устройства и отсутствию нужды во внешнем источнике питания экспресс-диагностику инфекций с его помощью можно проводить в полевых условиях. Это особенно важно при оказании медпомощи в труднодоступных районах и работе в очагах эпидемий, отмечают разработчики. Кроме того, новый прибор значительно дешевле, чем аналоги, основанные на ПЦР и других методах диагностики.

Автор: Олег Лищук