Новое портативное устройство выявляет РНК за 20 минут

Ученые японского института передовых исследований RIKEN создали портативное устройство на основе микрочипа, не требующего внешнего источника энергии. Прибор способен обнаруживать наличие микроРНК в образцах чрезвычайно малых объемов всего за 20 минут. Таким образом, устройство станет основой для технологии ранней диагностики таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера.

МикроРНК – это маленькие некодирующие молекулы РНК, изменения в генах которых регулируют ряд биологических процессов, включая развитие, размножение, дифференциацию и гибель клеток. Концентрация некоторых микроРНК в жидкостях организма увеличивается по мере развития ряда серьезных заболеваний. Потому, определяя наличие молекул, можно диагностировать заболевание.

Основанные на чувствительности к микроРНК методики диагностики, существующие сегодня, требуют оборудования, которым может управлять лишь специально обученный персонал, а на анализ уходит несколько дней. Японские ученые задались целью преодолеть эти преграды. В чипе используется полидиметилсилоксан (ПДМС) – соединение на основе кремния, известное своим свойством всасывать воздух. Благодаря этому свойству реагенты втягиваются в капсулу для анализа.

Из-за такого способа нагнетания чипу не нужен внешний источник энергии. Однако в ранних исследованиях для анализов требовалось довольно значительное количество материала. В новом устройстве этот вопрос также удалось решить благодаря применению метода усиления сигнала. Сначала фрагменты ДНК, связанные с отдельным цепочками микроРНК, укладываются на стеклянную поверхность вместе с анализируемым образцом микроРНК. Затем его покрывают слоем полидиметилсилоксана с каналами.

ПДМС выкачивает из впуска каналов в сами каналы усиливающие реагенты, которые вступают в реакцию с микроРНК, в результате чего образовываются флуоресцентно отмеченные древовидные структуры. Они быстро увеличиваются и могут быть легко обнаружены. Благодаря чувствительности технологии, количество вещества в образце, достаточного для успешного проведения диагностики, может составлять 10-18 моль, что в 1000 раз меньше по сравнению с первой моделью устройства.

Технология позволит проводить массовую диагностику там, где оборудование недоступно и нет специалистов. Она даст возможность спасти миллионы жизней в развивающихся странах и по всему миру.

Вопросы, ответы, комментарии