Диагностика туберкулеза с помощью чипа – уже скоро

Многие из новых методик для чувствительного определения патогенов, основанные на применении наноматериалов, так и не смогли найти применение в клинической практике из-за сложностей, возникающих при приготовлении образца или измерительного оборудования.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 5657

Исследователи из группы Ральфа Вейсследера (Ralph Weissleder) из Медицинской школы Гарварда разработала простой процесс для быстрого обнаружения патогенов, не требующий особых операций при приготовлении образца. Разработанная ими методика основывается на использовании магнитных наночастиц и ЯМР спектроскопии.

Для испытания новой методики исследователи использовали бациллу Кальмета-Герена [БЦЖ, bacillus Calmette-Guérin (BCG)], представляющую собой вакцину против туберкулёза, приготовленную из штамма ослабленной живой коровьей туберкулёзной бациллы, Mycobacterium bovis, утратившей вирулентность для человека. БЦЖ также применяется в качестве модели для изучения настоящего патогена Mycobacterium tuberculosis.

Определение патогена проводится достаточно тривиально: образец инкубируется в растворе, содержащем магнитные наночастицы, состоящие из железной сердцевины и железооксидной оболочки, к которой были привиты антитела к БСЖ. При наличии БСЖ в образце они связываются с антителами и, таким образом, оказываются закрепленными на магнитной наночастице. После этого с помощью микроканалов жидкость вводят в микрокапиллярный чип. На выходе из чипа мембрана задерживает бактерии, позволяя остальным компонентам раствора (включая избыток наночастиц) беспрепятственно проходить через нее, что приводит к концентрированию бактерий в камере устройства.

Камера, в которой происходит концентрирование бактерий, окружена небольшой катушкой, создающей слабое магнитное поле, необходимое для проведения измерений с помощью метода ЯМР (похожая на катушку для сканера МРТ). Бактерия, связанная с магнитными наночастицами, влияет на спиновое состояние молекул воды в камере, что может быть зафиксировано миниатюрной системой ЯМР. Новая методика позволяет найти 20 бацилл в образце слюны всего за 30 минут.

Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 5657, doi: 10.1002/anie.200901791

Источник:  ChemPort.Ru