Новое устройство отслеживает воспалительные биомаркеры в режиме реального времени

С-реактивный белок — молекула, которая является важным фактором в возникновении многих заболеваний различной этиологии и много лет используется для диагностики воспаления в организме по анализу крови. Белок вырабатывается в печени и выделяется в кровоток в ответ на реакцию иммунной системы (при инфекции, травме и т. д.). Мониторинг его уровня помогает диагностировать даже такие тяжелые состояния, как сепсис, ишемический некроз и злокачественные новообразования.

Поскольку данный биомаркер классифицируется как реагент острой фазы, однократное измерение его уровня указывает только на воспалительные заболевания, и анализы крови должны быть повторены для определения эффективности конкретной терапии. По мнению ученых, методы, используемые для измерения уровня с-реактивного белка, пока нельзя назвать быстрыми, простыми и легкодоступными.

Поэтому команда исследователей из Польши создала новый диагностический инструмент для точного измерения уровня воспалительного биомаркера. Их устройство подключается к смартфону и позволяет проводить измерения в режиме реального времени прямо в месте оказания помощи, сокращая время и затраты на анализ. Его размер с кредитную карту. В нем используются простые электрохимические биосенсоры с технологией беспроводной передачи данных малого радиуса действия (NFC). Эта технология позволяет осуществлять беспроводной обмен данными между датчиками и мобильными устройствами. А результаты анализов отображаются на смартфонах, предоставляя пользователям эффективный способ хранения и отслеживания электрохимических данных.

Фото: ACS Sensors (2024) / DOI: 10.1021/acssensors.4c00249

Авторы разработки отмечают, что, в отличие от других биосенсоров, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую чувствительность и стабильность. Оно может захватывать и количественно определять с-реактивный белок с эффективностью, аналогичной классическим и дорогим тестам ELISA. 

Захват молекулы происходит на уникальном электроде, встроенном в небольшие каналы микрофлюидного устройства. Образец жидкости помещается на небольшую пластину, которая оснащена маленьким электродом. Через мельчайшие каналы в устройстве образец с дополнительным раствором постепенно подается в другие части — все это происходит без внешнего давления, что обеспечивает автоматический последовательный поток. 

Ключевую роль в диагностическом инструменте играют анти-СРБ нанотела, зафиксированные на электроде. Нанотела представляют собой небольшие фрагменты антител, работающие как альтернатива обычным антителам, используемым для количественной оценки с-реактивного белка. Высокая поверхностная плотность нанотел на электроде повышает чувствительность электрохимических измерений даже при очень низких концентрациях молекул. 

Эксперты отмечают, что сегодня быстрая и избирательная диагностика, позволяющая в режиме реального времени контролировать эффективность лечения, все еще далека от идеала. Поэтому, когда портативные устройства для анализов в месте оказания помощи будут применяться в реальной жизни, они, несомненно, произведут революцию в медицинской диагностике и облегчат жизнь многим пациентам.

Авторы разработки говорят, что она имеет удобное для пользователя управление и дает быстрые результаты всего за несколько минут — для этого даже не нужно выходить из дома. По их словам, их устройство — шаг к современному и персонализированному здравоохранению.