Ученые МФТИ работают над созданием портативного диагностического устройства, которое позволит выявлять вирусы непосредственно на месте оказания медицинской помощи. В основе нового метода – использование металинзы, толщина которой меньше человеческого волоса. Она позволяет рассмотреть отдельные молекулы — маркеры различных вирусов.
Металинза — это оптический элемент, который использует метаматериалы для управления светом на наноуровне. В отличие от традиционных линз из стекла или пластика, металинзы включают в себя множество микроэлементов, расположенных на поверхности. Они могут изменять направление и свойства светового потока.
«Сейчас мы разрабатываем миниатюрную метаповерхность на стеклянных подложках, которая затем будет перенесена на чип. Визуально он будет напоминать привычные электронные схемы. Мы уже создали оптическую установку, способную детектировать одиночные молекулы. Такой подход позволит в будущем быстрее обнаруживать биомаркеры заболеваний в биологических жидкостях на ранних стадиях и при низких концентрациях. Также мы разработали численные модели, которые могут быть использованы для создания интегральных фотонных схем. Это откроет возможность для создания переносных устройств для проведения анализов и диагностики, в том числе непосредственно у пациента дома», – рассказал ведущий научный сотрудник Лаборатории контролируемых оптических наноструктур МФТИ Александр Барулин.
Портативный биосенсор одиночных молекул на основе металинзы – это новое слово в диагностике заболеваний. На сегодня аналогов ему в мире нет. Разработка ученых МФТИ превосходит в точности ПЦР-тестирование, которое проходит медленнее и требует многоступенчатой амплификации.
В ходе исследований авторы проекта планируют убедиться в способности нового устройства обнаруживать флуоресценцию отдельных молекул и наночастиц, а также выявить параметры для производства металинз и концентрацию объектов, которые устройство может обнаруживать. В будущем аппарат можно будет использовать и для исследований в сфере экологии. Например, биосенсор сможет обнаруживать и анализировать количество микро- и нанопластика в сточных и океанических водах.
