Антитела и нанотрубки = новое диагностическое устройство

Своевременная диагностика весьма важна при болезни Лайма, поскольку почти четверти пациентов с ней обычно ставят неверный диагноз из-за того, что у современных серологических тестов плохая чувствительность.

Пациенты с неправильным диагнозом могут остаться невылеченными, и болезнь Лайма у них прогрессирует до финальной стадии, когда лечение более агрессивное и дорогое, а симптомы уже постоянны.

Существующие анализы оценивают наличие антител против бактериальных белков, которые формируются в течение недели после начала инфекции и сохраняются после ее ухода. И вот теперь новый метод на основе нанотехнологий, разработанный учеными из Пенсильванского университета, может привести к диагностике, которая способна выявлять непосредственно микроорганизмы.

Результаты исследования опубликованы в издании Biosensors and Bioelectronics.

Идея исследователей состояла в том, чтобы транспонировать процесс с помощью лабораторных антител для выявления белков организма. Это расширение предыдущей работы, когда к углеродным устройствам на основе нанотрубок присоединяли биологические структуры, такие как обонятельные рецепторы или ДНК.

Углеродные нанотрубки, скатанные решетки атомов углерода, являются высокопроводящими и чувствительными к электрическому заряду, что делает их многообещающими компонентами наномасштабных электронных устройств. За счет прикрепления различных биологических структур к экстерьеру нанотрубок последние начинают функционировать как весьма специфические биодатчики. Когда прикрепленная структура связывается с молекулой, заряд молекулы может повлиять на электропроводимость нанотрубки, которая может оказаться частью электрической цепи, как провод. Подобное устройство способно обеспечить электронное определение наличия или даже концентрации определенной молекулы.

Чтобы получить электрический сигнал из нанотрубок, ученые сначала преобразовали их в транзисторы. После применения атомно-сильного микроскопа для демонстрации того, что антитела действительно связаны с экстерьером нанотрубочных транзисторов, ученые протестировали их электрически. Затем нанотрубки поместили в растворы, содержащие различные концентрации целевого белка болезни Лайма.

Наименьшая концентрацию, которую смогли определить нанотрубки, была равна нанограмму белка на миллилитр раствора.

Исследователи предположили, что с учетом гибкости технологии для прикрепления различных биологических структур потенциальные диагностические инструменты могут включать многократные антитела, каждое из которых обнаруживает разные белки бактерии Лайма. Подобная установки улучшила бы точность и сократила возможность ложноположительных диагнозов.