Новейшая разработка ученых из Пущино позволит в значительной степени увеличить эффективность анализаторов для выявления различных патогенных вирусов, бактериальных токсинов, биомаркеров различных заболеваний, в том числе, онкологических.

Группа исследователей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, расположенного в наукограде Пущино, синтезировала соединение, которое защищает поверхность микрочипов от загрязнений, а также позволяет управлять их гидрофобностью. Разработка поможет повысить чувствительность анализов сложных биологических проб при выявлении различных патогенов и биомаркеров заболеваний.

На сегодняшний день одним из перспективных инструментов медицинской диагностики являются биологические микрочипы. С ними связывают будущее лабораторных исследований, которые благодаря использованию сверхчувствительных миниатюрных устройств станут более оперативными и информативными. Суть технологии состоит в том, что поверхность микрочипа содержит специфичные связывающие центры (например, антитела), способные «вылавливать» из состава анализируемого образца исключительно те молекулы, присутствие которых нужно детектировать. Однако все биологические микрочипы имеют значительный недостаток: их поверхность подвержена неспецифической адсорбции, то есть загрязнению, на фоне которого различить полезный сигнал сложнее, что приводит к снижению чувствительности анализа.

Группа учёных из лаборатории Наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН разработала покрытие для микрочипов, которое благодаря новым свойствам позволяет значительно повысить чувствительность анализа. Микрочип покрывается специальным составом с высоким содержанием атомов фтора. Такое покрытие защищает поверхность микрочипа от загрязнений: влаги и сторонних веществ. После связывания искомых веществ состав покрытия легко удаляется химически при помощи специального реагента. На «чистом» микрочипе биомаркеры выявляются даже при сверхнизких количествах, что делает сам анализ более эффективным и точным.

«Можно провести такую бытовую аналогию: мы надеваем резиновые перчатки и работаем в них с чем-то грязным, в результате грязь налипает на перчатках. Потом, когда надо, мы их снимаем вместе с налипшей грязью, при этом руки остаются чистыми. На микрочипах происходит то же самое: необходимо различить полезный сигнал на фоне «грязи» - неспецифически адсорбированных белков, всегда присутствующих в пробах сложного биологического состава. Использование нашего подхода, при котором «защитное» покрытие микрочипа химически удаляется вместе с адсорбированными на нём белками, позволяет детектировать очень слабые сигналы, и таким образом значительно повысить чувствительность анализа сложных биологических проб», - поясняет автор идеи, заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Юрий Шляпников.

«Это еще одна разработка ученых из Пущино, которая может найти широкомасштабное практическое применение в диагностических лабораториях как в России, так и за рубежом. В Подмосковье новые научные открытия появляются постоянно, что стало возможным за счет развития научно-технического потенциала региона. Так, в области выделяются средства на поддержку и развитие инфраструктуры восьми наукоградов, ежегодно финансируются наиболее перспективные исследования, активно поддерживаются научные инициативы молодых ученых. Все это способствует появлению новых разработок и прорывных открытий в регионе», - подчеркнула министр инвестиций, промышленности и науки Московской области Екатерина Зиновьева.