Ученые из Техниона и исследовательского центра IBM в Цюрихе разработали инновационный прибор, который позволяет определять белки с высокой чувствительностью, более чем в 1000 раз превышающей существующие методы.

Федерико Параторе провел это исследование в рамках своей докторской диссертации, под руководством младшего профессора Морана Берковици с факультета машиностроения Техниона и доктора Говинда Кайгала из научно-исследовательского центра IBM в Цюрихе.

Новое устройство предназначено для выявления белков, которые являются биомаркерами, то есть могут предупреждать о процессе заболевания в организме.

Анализ на белки-биомаркеры - жизненно важный инструмент в медицинской диагностике – при сердечно-сосудистых проблемах, для диагностики и мониторинга злокачественных опухолей.

Большая проблема в этой области – выявление биомаркеров на ранней стадии, когда их еще очень мало. При этом ранняя диагностика увеличивает шансы на выздоровление, а в случае тяжелой болезни -на выживание.

Новая технология, разработанная в Технионе, позволяет обнаруживать биомаркеры на самых ранних стадиях заболевания. Она основана на относительно простых аппаратных средствах - это микрофлюидный чип с тонкими каналами.

Простота изделия послужит созданию целого нового класса диагностических приборов: простых, небольших и относительно недорогих. Они заменят дорогое и сложное оборудование, используемое сейчас. Эти устройства позволяют проводить раннюю диагностику, опираясь на очень маленькие образцы, такие, как капля крови.

По словам профессора Берковици, заведующего лабораторией микрофлюидных технологий в Технионе, «мы используем известный метод повышения
концентрации, который называется изотахофорез (ITP), но по-другому, чем обычно. Благодаря сочетанию электрических полей и уникальных химических препаратов мы концентрируем белки из образца в очень маленький объем и вызываем реакцию между ними и антителами на поверхности микроканалов. Реакция усилена за счет высокой локальной концентрации и может быть измерена с помощью стандартного детектора».

«Мы как бы обманываем детектор, - добавляет докторант Параторе. - Мы подсовываем ему концентрацию, которая в 10.000 раз больше концентрации в исходном образце, и, таким образом, увеличиваем его чувствительность».

Он демонстрирует простоту теста: несколько капель образца помещают в микрофлюидный чип, затем создается электрическое поле. Белки сжимаются в микроскопический объем 50 пиколитров (1 пиколитр – 1000 кубических микрометров) - порядка одной миллионной от объема слезинки - и результаты готовы в течение нескольких минут.

Параторе, который завершил учебу на степень бакалавра и магистра в университете Сапиенца в Риме, готовит докторскую работу в рамках проекта Virtual Vials, финансируемого ЕС. Наряду с ним авторами статьи в журнале указаны докторанты Таль Зейдман-Кальман и Тали Розенфельд из лаборатории младшего профессора Берковици.