Российские ученые разработали биосенсор, способный составить конкуренцию ПЦР

Предложенный подход, по сравнению с известными, позволяет выявлять в три раза более низкие концентрации соединения, присутствие которого указывает на микробное загрязнение.

В медицинских учреждениях часто возникает необходимость определять в растворах различные биологические молекулы с очень низкой концентрацией, например вирусные частицы. Подходы, позволяющие провести такой анализ, часто трудоемкие и требуют дорогих реагентов.

Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва), Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН (Москва) и Института физики твердого тела РАН (Черноголовка) синтезировали новый краситель, содержащий ароматическое углеродное кольцо и положительно заряженные группы, необходимые для взаимодействия с ДНК-аптамером. На основе этого вещества авторы создали биосенсоры, определяющие частицы вируса гриппа А, а также аденозинмонофосфат (АМФ), высокий уровень которого в общественных местах указывает на микробное загрязнение.

Предел чувствительности сенсора в отношении вируса гриппа А составил всего тысячу частиц на миллилитр, что сопоставимо с чувствительностью полимеразной цепной реакции (ПЦР), широко применяемой, например, для выявления коронавируса. При этом анализ оказался значительно дешевле и занял менее пятнадцати минут, тогда как длительность ПЦР – порядка двух часов. Наименьшие уровни АМФ, которые удалось зафиксировать с помощью устройства, оказались в три раза ниже, чем при других методах анализа.

Предложенная комбинация ДНК-аптамер-краситель-биомолекула позволила повысить чувствительность, упростить биосенсоры и снизить их стоимость, а также ускорить процесс количественного и качественного определения биологических веществ. За счет доступности реагентов, высокой скорости и низкой стоимости разработанный подход может войти в лабораторную диагностику уже в ближайшем будущем.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Analytica Chimica Acta и Frontiers in Chemistry.