ТОП 10
Сейчас на постановку диагноза по лабораторным анализам уходит от 30 до 60 минут, а имеющиеся экспресс-тесты недостаточно чувствительны, что может привезти к ложноотрицательным результатам.
Учёные из МФТИ и Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН сделали новый экспресс-тест для диагностики инфаркта. Он в 45 раз точнее имеющихся аналогов. Чтобы поставить диагноз нужна всего одна капля крови, а результат будет готов через 6 минут. Исследование опубликовано в международном журнале Biosensors and Bioelectronics.
Напомним, что инфаркт миокарда – одна из главных причин смерти от сердечно-сосудистых заболеваний в мире. Врачам скорой помощи и приёмных покоев всегда не хватает времени: чем быстрее поставят диагноз, тем больше шансов спасти человека. Но обычные анализы в лаборатории занимают 30–60 минут и требуют специального оборудования. А простые экспресс-тесты часто ошибаются и не видят ранних признаков инфаркта.
Учёные из России смогли решить эту проблему и создать совершенно новую тест-систему. На тест-полоску (как в тесте на беременность) наносят одну каплю крови. Кровь сама впитывается и движется по полоске. Одновременно включается вращающееся магнитное поле. Оно помогает специальным частицам-цепочкам захватить белок-маркер инфаркта. Весь процесс занимает 6 минут.
Результат показывает переносной магнитный прибор. В отличие от обычных систем, магнитное поле видит не только поверхность, но и всю глубину полоски, поэтому результат точный, даже если кровь мутная или тёмная.
Как поясняется на сайте МФТИ, тест определяет количество маркера от 0,02 до 50 нг/мл. Самый маленький след, который он может уловить — 21 пикограмм на миллилитр. Это в 45 раз чувствительнее обычных тестов на магнитных шариках и намного точнее большинства покупных экспресс-тестов. При этом тест не просто говорит «да» или «нет», а показывает точную цифру.
«Экспресс-тесты долгое время упирались в компромисс: либо скорость и простота, либо лабораторная точность. Здесь этот компромисс удалось обойти принципиально: не улучшая традиционные метки, а заменив их на активно работающие. Наноцепочки во вращающемся магнитном поле сами перемешивают образец в момент анализа и сами себя концентрируют на тестовой линии. При этом переделывать тест-полоску нам фактически не пришлось: мы работаем со стандартной нитроцеллюлозной мембраной, то есть вся новизна сосредоточена в самих метках и в способе считывания», – пояснил ведущий автор исследования, старший научный сотрудник ИОФ РАН Алексей Орлов (выпускник МФТИ).
Учёные выбрали особый белок – связывающий жирные кислоты (сБСЖК). Он появляется в крови уже в первый час после начала приступа, гораздо раньше других маркеров (например, тропонинов, которые требуют нескольких замеров в течение 1–3 часов). Но чтобы его «поймать», нужен очень чувствительный инструмент. На поверхность наноцепочек учёные прикрепили антитела к этому белку. Так частицы стали ловушками для сердечного маркера.
«Мы проверили тест на панели значимых белков – кардиомаркерах (тропонин, NT-proBNP), онкомаркерах – и не увидели ни одного ложного срабатывания. Для потенциального клинического применения это критически важно, поскольку открывает возможность для создания надёжного экспресс-теста, который поможет спасать человеческие жизни», – рассказала соавтор статьи, аспирантка МФТИ Александра Ракитина.
Руководитель исследования, заведующий лабораторией ИОФ РАН Пётр Никитин объяснил, что новая система не требует переделывать дешёвые стандартные полоски. По его словам, вся магия — в способе считывания и в наноцепочках. Он добавил, что ранее они уже демонстрировали портативный прибор на батарейках, который регистрирует магнитные метки. А в будущем планируют объединить магнитный вращатель и регистратор в одно маленькое устройство.
Перед тем как тест начнут применять в медицинских учреждениях, нужно проверить его на больших группах пациентов, сделать компактный прибор и получить множество разрешений. Ученые утверждают, что сама технология подходит не только для определения инфаркта. Магнитные наноцепочки можно настроить на поиск других трудноуловимых маркеров — например, онкомаркеров или пищевых токсинов. В будущем по одной капле крови можно будет одновременно определять несколько маркеров повреждения сердца.