Создан экспресс-тест, определяющий коронавирус за секунду

Ученые создали портативную систему экспресс-тестов, с помощью которой следы коронавируса нового типа обнаружить в образцах биожидкостей пациента менее чем за секунду. Статью с описанием разработки опубликовал Journal of Vacuum Science & Technology B.

"Наша система позволит решить проблему с медленной обработкой результатов тестов на коронавирус. Более того, эту технологию можно применять для создания недорогих экспресс-тестов на другие болезни, поменяв набор антител, присоединенных к одному из электродов на тестовых полосках", – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник Университета штата Флорида Сянь Минхань.

За последние месяцы российские и зарубежные специалисты создали несколько вариантов тестовых систем, определяющих следы присутствия вируса SARS-CoV-2 в образцах крови или выделений пациента. Как правило, они основаны или на обнаружении обрывков РНК возбудителя болезни COVID-19 при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) и ее аналогов или же на обнаружении антител к коронавирусу.

Как правило, для проведения подобного анализа нужно достаточно много времени, от 30 минут до нескольких часов, что вынуждает ученых искать новые, более скоростные, способы диагностики коронавирусной инфекции. К примеру, недавно российские и литовские биологи ускорили тестирование в 13 раз, создав новую методику группового тестирования при помощи ПЦР.

Кроме того, как отмечает Сянь Минхань, ученые разрабатывают принципиально иные тестовые системы, определяющие следы присутствия SARS-CoV-2 другими способами. В частности, еще в апреле 2020 года американские молекулярные биологи приспособили для этих целей геномный редактор CRISPR/Cas12, сделав на его базе тест, не совершающий ложно-позитивных срабатываний при изучении образцов биожидкостей.

Быстрый и точный тест

Американские и китайские молекулярные биологи разработали еще одну подобную систему диагностики, позаимствовав прием, который сегодня широко применяется в химии и физике для раскрытия химического состава жидкостей и распознавания сложных органических молекул.

Дело в том, что еще в начале этого столетия физики заметили, что поведение некоторых типов полевых транзисторов, состоящих из соединений алюминия, галлия и азота, резко меняется при появлении различного рода примесей на их электродах. С одной стороны, это осложняет процесс их производства, а с другой - позволяет использовать их в качестве сверхчувствительных датчиков различных молекул.

Руководствуясь подобными соображениями, Сянь Минхань и его коллеги создали своеобразный аналог тестовых полосок для диабетиков, внутрь которых они встроили набор микроканалов и электродов. Один из этих электродов был покрыт набором антител, способных соединяться с различными белками оболочки коронавируса.

Последующие опыты с образцами чистой и зараженной слюны показали, что реакции между частицами вируса и антителами приводили к очень серьезным переменам в том, как много тока пропускал через себя транзистор. Это позволяет меньше чем за секунду найти следы SARS-CoV-2 в биожидкости даже в том случае, если в слюне присутствует крайне малое число частиц коронавируса.

Как надеются ученые, созданная ими система начнет использоваться для диагностики COVID-19 уже в ближайшие недели и месяцы, а также будет применяться и для наблюдений за распространением других инфекционных болезней в долгосрочной перспективе.