Новая методика позволит определять наличие и концентрацию вируса в биологических жидкостях за несколько минут
Учёные МГУ совместно с коллегами из РАН разработали
экспресс-тест по определению вируса гриппа А. Новая методика
позволит определять наличие и концентрацию вируса в биологических
жидкостях за несколько минут. Результаты работы опубликованы в
журнале PLoS ONE.
В XX веке жертвами пандемий гриппа стали десятки миллионов
человек. Всемирная организация здравоохранения объявила пандемию
гриппа одной из десяти важнейших угроз здоровью человечества в
2019 году. Особо восприимчивы к вирусу люди, у которых иммунная
система ещё не успела сформироваться – дети или люди с
ослабленным иммунитетом. Лечение гриппа основано на приеме
противовирусных препаратов. Чем раньше будет обнаружен вирус, тем
более эффективным окажется лечение. Для определения вирусной
нагрузки в современной диагностике используют полимеразную цепную
реакцию (ПЦР) – очень точный, но сравнительно недешёвый
и небыстрый метод.
Химики Московского университета предлагают использовать для
определения вирусных заболеваний спектроскопию гигантского
комбинационного рассеяния (ГКР, или Surface Enhanced Raman
Spectroscopy – сокр. SERS). Метод базируется на эффекте
рамановского рассеяния: возбуждающее излучение попадает на
молекулы вещества, рассеивается и в спектре этого рассеянного
излучения появляются новые спектральные линии, которых нет у
первичного света. Анализируя спектр рассеянного света, ученые
делают вывод о молекулярном строении вещества. «Рамановская
спектроскопия привлекательна простой технической
реализацией, – пояснил декан химического факультета МГУ
имени М.В.Ломоносова, член-корреспондент РАН Степан Калмыков.
– На исследуемый объект воздействуют излучением
лазера в компактном спектрометре, рассеянное излучение
детектируется и обрабатывается на компьютере несколько
минут».
Рамановское рассеяние – очень слабый оптический эффект, на
порядки меньше флуоресценции молекул красителя. Но интенсивность
рассеяния можно многократно увеличить за счет взаимодействия
молекул с поверхностью наноструктурированных металлов, поэтому
данный тип спектроскопии рассеяния назвали
поверхностно-усиленным.
Учёные создали «сэндвич»-систему для экспресс-анализа: на
подложку оксида кремния наносят наноструктурированное серебро, на
которое осаждают аптамер (биологически активный
ДНК-олигонуклеотид), специфичный к вирусу гриппа А любого штамма.
При погружении в биологическую жидкость аптамеры избирательно
связываются с вирусом. Для внесения рамановской метки и получения
«сэндвича» на сенсор с вирусами наносят дополнительные молекулы
аптамера с присоединёнными молекулами флуоресцентного красителя.
Затем подложку с аптамерами и вирусами вносят в спектрометр,
просвечивают световым монохроматическим изучением (при
определенной длине волны) и по спектру рамановского рассеяния
образца делают вывод о содержании вируса в организме.
«Чувствительность нашего метода сравнима с уже существующими
методиками – мы определяем наличие не менее 10 000 вирусов в
образце биологической жидкости. Пока мы тестируем нашу методику
на модельной жидкости куриных эмбрионов, заражённых вирусами
гриппа различных штаммов. В перспективе сможем надежно определять
не только вирус гриппа А с помощью SERS. Мы планируем наносить на
металлическую подложку аптамеры, специфичные и к другим
вирусам», – пояснила один из соавторов исследования,
аспирант химического факультета МГУ Анастасия
Новосельцева.
Работа придумана молодыми учеными к.х.н. Еленой
Завьяловой (МГУ) и к.ф. -м.н. Владимиром
Кукушкиным (ИФТТ РАН) в группе профессора МГУ,
д.х.н. Алексея
Копылова на кафедре химии природных соединений МГУ
совместно с коллегами из Института физики твердого тела РАН и
Федерального научного центра исследований и разработки
иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН.
Пресс-служба МГУ
Изображение (кликабельно): Анастасия Новосельцева/МГУ
Источник: scientificrussia.ru
