Международная группа учёных из Императорского колледжа Лондона (Великобритания) и Университета Виго (Испания) под руководством Молли Стивенс разработала тест, детектирующий определённые молекулы, присутствие которых означает болезнь даже тогда, когда эти субстанции находятся в очень низких концентрациях.

Несмотря на то что существует немало тестов, принцип работы которых основан на обнаружении определённых биомаркеров болезней с помощью специальных биологических сенсоров, ни один из них не имеет достаточной чувствительности, а потому ведёт себя непредсказуемо при попытке детектирования биомаркеров, находящихся в очень низких концентрациях, как это бывает на самых ранних этапах болезни.

Авторы рассматриваемой работы продемонстрировали новый биосенсорный тест, настроенный на обнаружение биомаркера рака простаты — простата-специфического антигена (ПСА). При этом учёные утверждают, что

их биосенсор может быть легко переконфигурирован для определения любых других болезней или вирусов с известными биомаркерами.

Биосенсор предназначен для определения ПСА-биомаркера в растворах, содержащих сложную смесь протеинов сыворотки крови. Мониторинг даже ультранизких уровней ПСА может быть критичным для ранней диагностики рецидива рака простаты; при этом существующие классические методы диагностики недостаточно чувствительны для того, чтобы провести анализ с необходимым уровнем точности.

Новый тест позволяет определять ПСА с точностью до 0,000000000000000001 г/мл, то есть он в миллиард раз более чувствителен, чем иммуноферментный анализ (ELISA).

Рис. 1. Сверху — схема получения серебристого покрытия; внизу — золотые звёздочки, покрытые серебром (иллюстрация Molly Stevens).

Сенсор состоит из наноразмерных золотых частиц (в форме звёздочек), плавающих в растворе. К их поверхности привязаны антитела, которые соединяются с ПСА при его обнаружении в образце. Второе антитело, содержащее фермент глюкоза-оксидаза, также распознаёт и связывается с ПСА (с другой стороны).

В этом случае при добавлении соли серебра под действием фермента и в присутствии некоторого количества глюкозы в растворе на поверхности золотых частиц образуется серебристое покрытие, которое значительно более очевидно, чем сами ПСА-биомаркеры на поверхности золотых звёздочек.

Это серебристое покрытие играет роль сигнала о присутствии ПСА, поскольку его легко различить даже в оптический микроскоп.

Следующим этапом работы станет оценка потенциальной эффективности новой системы для детектирования биомаркеров других болезней, в первую очередь ВИЧ.

Дополнительные подробности о строении теста и его возможностях можно узнать из журнала Nature Materials.