Портативное устройство быстро и дешево выявляет вирусы

Разработанное учеными из Университета Пенсильвании и Нью-Йоркского университета, портативное устройство VIRRION в ширину всего несколько сантиметров. В отличие от него, традиционное оборудование для идентификации вирусов крупное, дорогостоящее и лабораторное.

Инструмент-прототип включает вертикально выровненный «лес» из углеродных нанотрубок, в который были добавлены наночастицы золота. Диаметр этих трубочек и размер промежутков между ними может быть изменен в процессе производства. Это позволяет нанотрубкам улавливать отдельные вирусные молекулы определенного размера, которые жидкие биологические образцы пропускаются через различные версии устройства.

Как только вирусы захвачены, для их идентификации используется метод рамановской спектроскопия. В общих чертах этот процесс включает в себя воздействие на образец лазерным светом для возбуждения молекул, а затем контроль за тем, как вибрирующие молекулы рассеивают свет.

Золотые наночастицы усиливают рамановский сигнал, который анализируется с помощью алгоритмов машинного обучения, которые были «обучены» сигналам известных вирусных молекул. По сути это означает, что VIRRION просто сопоставляет полученный сигнал с тем, который он получил в файле.

Есть надежда, что после дальнейшего развития технологии ее можно будет использовать на месте в кабинетах врачей и удаленно расположенных медицинских учреждениях, а также фермерами, проверяющими сельскохозяйственные культуры и домашний скот на наличие болезней.

«Мы синтезировали градиент выровненных массивов углеродных нанотрубок для захвата различных вирусов в зависимости от их размера и обнаружения их на месте с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния», - говорит профессор Ин-Тин Йе. «Мы разработали и собрали портативную платформу, которая за пару минут выявляет вирусные частицы из нескольких миллилитров клинических образцов».

Документ об исследовании, которым руководил профессор Маурисио Терронес, был опубликован на этой неделе в журнале Proceedings Национальной академии наук.