Новый оптический сенсор позволит ускорить диагностику сепсиса
Ученые лаборатории бионанофотонных систем Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) разработали оптический биосенсор, который сокращает время диагностики сепсиса с нескольких дней до нескольких минут. Их подход основан на последних разработках в области нанотехнологий и световых эффектов на наноуровне для создания сверхпортативного, простого в использовании устройства, способного быстро обнаруживать биомаркеры сепсиса в кровотоке пациента. При этом устройству требуется всего несколько минут, чтобы получить результат, т.е. так же быстро, как при тесте на беременность.
Так как биосенсор использует плазмонную* технологию, он может быть построен из небольших, недорогих компонентов, и в то же время он может достичь точности наравне с лабораторными методами, отвечающими "золотому стандарту" измерений. Устройство может быть использовано для измерения большой панели биомаркеров и быть адаптировано для быстрой диагностики ряда заболеваний. Первый образец прибора уже успешно применялся в университетской больнице Vall d'Hebron University в Испании и использовался в слепых тестах для анализа данных пациентов из больничного банка образцов сепсиса. Технология исследователей находится на стадии патентования, и их результаты были недавно опубликованы в журнале Small.
В устройстве используется оптическая мета-поверхность - в данном случае тонкий золотой лист, содержащий массивы миллиардов нано-отверстий. Мета-поверхность концентрирует свет вокруг наноотверстий, чтобы обеспечить исключительно точное обнаружение биомаркеров. С помощью такого типа мета-поверхности исследователи могут обнаружить биомаркеры сепсиса в образце крови с помощью простого светодиода и стандартной CMOS-камеры.
Для проведения измерений ученые начинают с добавления в образец крови раствора специальных наночастиц, предназначенных для захвата биомаркеров. Затем они распределяют эту смесь по мета-поверхности. Эти наноразмерные взаимодействия визуализируются с помощью CMOS-камеры и с высокой точностью подсчитываются в режиме реального времени.
Полученные изображения используются для быстрого определения наличия биомаркеров болезни в образце и их концентрации. Ученые уже применили новое устройство для измерения уровня двух важных биомаркеров, имеющих отношение к сепсису, в сыворотке крови - прокальцитонина и С-реактивного белка. Врачи могут использовать эту информацию для ускорения сортировки больных сепсисом, в конечном счете, спасать жизни.
* Плазмон (квант плазменных колебаний) — псевдочастица, представляющая собой сочетание колеблющихся электронов и связанного с ним электромагнитного поля. Они возникают в твердых телах или вблизи их поверхности из-за колебаний электронов относительно ионов проводимости.
