Учені розробили датчик "з паперу": як він працює і кому знадобиться

Дослідники розробили паперовий метод аналізу вертикального потоку (VFA) для виявлення біомаркерів серцевого нападу.

Дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі розробили недорогий паперовий датчик для виявлення біомаркерів серцевих нападів. Про це пише Interesting Engineering.

Розробники стверджують, що він призначений для отримання швидких результатів усього за 15 хвилин. Датчик виявляє серцевий тропонін I (cTnI), білок, який вивільняється в кровотік у разі пошкодження серцевого м'яза.

Ця інноваційна платформа являє собою комбінацію двох потужних технологій: алгоритмів глибокого навчання і передової хімії ампліфікації наночастинок. У цій платформі алгоритми використовуються для аналізу зображень, отриманих системою VFA, і поліпшення виявлення cTnI. Цікаво, що датчик потенційно здатний досягти межі виявлення всього 0,2 пікограма на мілілітр (пг/мл).

Дослідники стверджують, що виняткова чутливість цієї платформи набагато перевершує чутливість наявних пристроїв, що використовуються в точках надання допомоги.

Інструмент відповідає "клінічним вимогам" для виявлення дуже малих кількостей тропонінового білка в кровотоці. Таке точне виявлення може прокласти шлях до ранньої діагностики гострого інфаркту міокарда (ГІМ) або серцевого нападу.

Система hs-VFA працює у два етапи. На етапі імуноферментного аналізу тест визначає білок cTnI у зразку крові. Для цього він використовує крихітні золоті частинки, прикріплені до інших молекул, щоб зв'язуватися з білком cTnI. На другому етапі, фазі посилення сигналу, золоті частинки запускають хімічну реакцію, яка призводить до зміни кольору. Потім спеціальний портативний пристрій фотографує цю зміну кольору. Для аналізу цих зображень використовуються алгоритми глибокого навчання, що робить тест ще більш чутливим і точним.

Команда виявила, що результати тесту hs-VFA були дуже схожі на результати традиційних лабораторних тестів. Це продемонструвало надійність тесту hs-VFA. Крім того, система може визначати різні рівні cTnI: від дуже низьких до дуже високих (від 0,2 пг/мл до 100 нанограмів на мілілітр (нг/мл).

З погляду вартості, паперовий аналіз коштує менше 4 доларів за тест, тоді як портативний рідер коштує близько 170 доларів за одиницю. Така доступність може виявитися цінною для середовищ з обмеженими ресурсами.