Ученые разработали датчик "из бумаги": как он работает и кому он понадобится

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали недорогой бумажный датчик для обнаружения биомаркеров сердечных приступов. Об этом пишет Interesting Engineering.

Разработчики утверждают, что он предназначен для получения быстрых результатов всего за 15 минут. Датчик обнаруживает сердечный тропонин I (cTnI), белок, который высвобождается в кровоток при повреждении сердечной мышцы.

Эта инновационная платформа представляет собой комбинацию двух мощных технологий: алгоритмов глубокого обучения и передовой химии амплификации наночастиц. В этой платформе алгоритмы используются для анализа изображений, полученных системой VFA, и улучшения обнаружения cTnI. Интересно, что датчик потенциально способен достичь предела обнаружения всего 0,2 пикограмма на миллилитр (пг/мл).

Исследователи утверждают, что исключительная чувствительность этой платформы намного превосходит чувствительность существующих устройств, используемых в точках оказания помощи.

Инструмент соответствует "клиническим требованиям" для обнаружения очень малых количеств тропонинового белка в кровотоке. Такое точное обнаружение может проложить путь к ранней диагностике острого инфаркта миокарда (ОИМ) или сердечного приступа.

Система hs-VFA работает в два этапа. На этапе иммуноферментного анализа тест определяет белок cTnI в образце крови. Для этого он использует крошечные золотые частицы, прикрепленные к другим молекулам, чтобы связываться с белком cTnI. На втором этапе, фазе усиления сигнала, золотые частицы запускают химическую реакцию, которая приводит к изменению цвета. Затем специальное портативное устройство фотографирует это изменение цвета. Для анализа этих изображений используются алгоритмы глубокого обучения, что делает тест еще более чувствительным и точным.

Команда обнаружила, что результаты теста hs-VFA были очень похожи на результаты традиционных лабораторных тестов. Это продемонстрировало надежность теста hs-VFA. Кроме того, система может определять различные уровни cTnI: от очень низких до очень высоких (от 0,2 пг/мл до 100 нанограммов на миллилитр (нг/мл).

С точки зрения стоимости, бумажный анализ стоит менее 4 долларов за тест, в то время как портативный ридер стоит около 170 долларов за единицу. Такая доступность может оказаться ценной для сред с ограниченными ресурсами.