Сотрудники лаборатории SCAMT Университета ИТМО разработали методику, которая позволит выявлять вирусную РНК без специального оборудования в том числе людям с нарушением зрения. Сенсор основан на реакции полимеризации: если в пробе есть следы искомого вируса, то под лучами ультрафиолета жидкость-сенсор превращается в гель. Используемые для анализа реагенты широко доступны и устойчивы к перепадам температуры, поэтому метод можно использовать в сложных полевых условиях. Результаты опубликованы в журнале RSC Advances.

Сейчас методы выявления бактерий и вирусов по генетическому материалу, то есть ДНК или РНК, основаны в основном на изменении цвета. Для точных измерений эти методы требуют специального оборудования, а используемые материалы нужно хранить при особых условиях. Это не всегда подходит для работы в сложных климатических условиях или в передвижных лабораториях. Поэтому химики из Университета ИТМО предложили альтернативный метод диагностики.

Новый метод основан на реакции полимеризации, при которой жидкое вещество акриламид в присутствии детектируемого вещества, то есть определенной РНК, превращается в гель. Полимеризация запускается под действием ультрафиолета свободными радикалами, источниками которых обычно служит пероксид водорода. Однако перекись небезопасна из-за склонности к детонации, разлагается на свету и хранится только при низких температурах, поэтому ученые заменили ее стабильным раствором диоксида титана. Это вещество тоже может служить источником свободных радикалов для полимеризации, но при этом хорошо переносит длительные перевозки и работает в условиях изменчивой температуры.

«Преимущество нашего метода в том, что его можно использовать в удаленных регионах и при проведении экспресс-тестов в передвижных лабораториях. Для этого не требуется никакой электроники, кроме портативного ультрафиолетового фонарика с длиной волны 365 нанометров, которую мы специально подобрали, чтобы излучение было максимально мягким и безвредным. Результат анализа можно выяснить буквально на ощупь: гель либо полимеризуется, либо нет. Поэтому им могут пользоваться люди с нарушениями зрения. При этом сенсор получился не только надежным и удобным, но и очень чувствительным», — отметила Юлия Ланчук, первый автор исследования, сотрудник Лаборатории SCAMT.

Для проверки работоспособности метода ученые провели тесты только на одной РНК. В дальнейших планах лаборатории — расширить сферу применения сенсора, чтобы его можно было использовать для диагностики целого набора инфекций как по РНК, так и по ДНК.

Cтатья: Towards sustainable diagnostics: replacing unstable H2O2 by photoactive TiO2 in testing systems for visible and tangible diagnostics for use by blind people. Yulia V. Lanchuk et al. RSC Advances. 9 November, 2018.