Создан экспресс-тест на основе светящейся в темноте бумаги

 Найден надежный и практически осуществимый способ тестирования на инфекционные заболевания с минимумом необходимых средств: понадобится только специальная светящаяся бумажная полоска, капля крови и цифровая камера.

В тесте используются полностью интегрированные микрожидкостные бумажные аналитические устройства (microfluidic paper-based analytical devices), работающее по принципу "образец на входе - сигнал на выходе" ("sample-in-signal-out"), основанные на переключателях резонансного переноса энергии биолюминесценции (bioluminescence resonance energy transfer - BRET) для распознавания аналита и генерации колориметрического сигнала.

Ученые из Технологического университета Эйндховена (Eindhoven University of Technology; Эйндховен, Нидерланды) и их коллеги из Университета Кейо (Keio University; Кохоку-ку, Япония) разработали устройства, использующие чувствительные к антителам белки на основе BRET, интегрированные в вертикально собранные слои функционализированной бумаги. Конструкция позволяет выполнять полностью безреагентную обработку, включая разделение плазмы крови, независимо от объема образца. Действия пользователя ограничивается вводом одной капли (20-30 мкл) образца (сыворотка, цельная кровь) и получением фотографии через 20 минут без необходимости точного пипетирования, обработки жидкости или наличия какого-либо аналитического оборудования, кроме камеры.

Цвет создается благодаря секретному ингредиенту бумажной полоски – так называемому светящемуся чувствительному белку. После того как на бумагу попадает капля крови, этот белок вызывает реакцию, сопровождаемую появлением синего света (возникает биолюминесценция). Роль в этом играет фермент, благодаря которому также светятся светлячки и некоторые рыбы. На втором этапе синий свет преобразуется в зеленый, однако есть один момент: если антитело связывается с чувствительным белком, оно блокирует второй шаг. Много зеленого цвета означает малое число антител, и наоборот, меньше зеленого означает большее количество антител.

Соотношение синего и зеленого света можно использовать для получения концентрации антител. Точное измерение соотношения позволяет избежать проблем, которые часто встречаются у других биосенсоров, таких как ослабление сигнала со временем. В своем прототипе команда успешно проверила три антитела одновременно: для вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), гриппа и лихорадки денге. Доктор философии Мартен Мерккс (Maarten Merkx), профессор биоинженерии и ведущий автор исследования, сказал: "Биохимическая реакция приводит к тому, что нижняя сторона бумаги излучает сине-зеленый свет; чем синее цвет, тем выше концентрация антител. Например, цифровой камеры мобильного телефона достаточно, чтобы определить точный цвет и, следовательно, результат". Исследование было опубликовано 31 августа 2018 года в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Ссылки по теме:
Технологический университет Эйндховена
Университет Кейо