Учёные из Новосибирского государственного университета разрабатывают микрофлюидные чипы, которые по одной капле крови смогут выявлять онкологические заболевания и аллергию. Результат приходит за 15–30 минут, пока пациент ещё находится в кабинете врача.
Что такое микрофлюидный чип? Это компактное устройство размером с небольшой слайд, внутри которого — сеть тонких каналов. По ним движутся микроскопические объёмы жидкости — в тысячи раз меньше капли. Чип работает как миниатюрная лаборатория: он смешивает реагенты, разделяет плазму и считывает сигнал. Всё это позволяет обойтись без громоздкого оборудования и большого расхода дорогих реактивов.
Сейчас учёные работают над тремя ключевыми разработками. Первая — чип для анализа простат-специфического антигена (ПСА), который помогает выявить рак предстательной железы. Вторая — платформа для анализа онкомаркеров CA-125 и HE4, сигнализирующих о раке яичников. Третья — экспресс-тест на аллергию: всего за 15–20 минут по капле крови он покажет, есть ли у человека реакция на кошек, собак или клещей домашней пыли.
«Наша цель — не заменить врача, а дать ему инструмент для стартовой маршрутизации пациентов, — объясняет заведующая лабораторией микрофлюидных технологий Ксения Миняйло. — Современный онкоскрининг — это множество отдельных анализов в крупных центрах, и стоит это дорого. Наши чипы позволят провести несколько видов анализа на одном устройстве, быстро и недорого».
Как это работает? Капля крови попадает в зону введения образца, где отделяется плазма. Она движется по микроканалу к зоне конъюгации — там целевой белок, если он есть, связывается с меченым антителом. Дальше поток несёт комплекс к зоне детекции, которая начинает светиться. Сигнал считывается — и результат готов. Сейчас учёные оптимизируют реагенты и методы закрепления антител на полимере, чтобы добиться высокой чувствительности. Сначала — точное определение одного биомаркера, затем переход к мультиплексной платформе, которая сможет анализировать несколько показателей сразу.
Отдельное направление — сделать устройство максимально простым. В планах — автоматическое считывание сигнала через смартфон или специальный ридер, чтобы результат появлялся на экране компьютера или в приложении. Параллельно студентки магистратуры Передовой инженерной школы НГУ работают над технологией создания прототипов из термопластичных полимеров с помощью лазерной абляции — этот метод позволяет быстро и точно вырезать микроканалы.
Аналоги таких устройств в мире уже есть, но они либо очень дорогие, либо предназначены только для лабораторий. Например, одобренный FDA тест для определения ПСА стоит около 2500 долларов за считывающее устройство и картридж. Российские разработки в области аллергодиагностики — «Аллергочип РФ» и ProAllergy — представляют собой мультиплексные системы, но они тоже рассчитаны на лабораторное применение. Новосибирские учёные хотят создать недорогое и портативное устройство, которое сможет использовать даже сам пациент дома.
В перспективе — создание мультиплексного онкочипа, который сможет работать прямо в кабинете врача, и домашнего теста для оценки тяжести аллергии. Если разработка дойдёт до рынка, диагностика станет быстрее, дешевле и доступнее для миллионов людей.
Фото: НГУ
