Новости химической науки > Фото ДНК можно будет загрузить в instagram

Теперь исследователи смогут измерить длину отдельных нитей ДНК, используя смартфон и насадку-микроскоп себестоимостью 400 долларов США (при желании полученные изображения можно будет загрузить в соцсети).

Разработанная в группе Айдогана Озкана (Aydogan Ozcan) из Университета Калифорнии (Лос Анжелес) мобильная насадка для микроскопии весит 190 грамм и работает от трех аккумуляторов класса AAA.

Надстройка на обычный смартфон, выполняющая при этом функции «большого» флуоресцентного смартфона (слева) может использоваться для получения изображений индивидуальных нитей ДНК (в центре), а также для количественного определения длины нуклеиновых кислот в образце (справа). Новая система может оказаться полезной для применения в различных областях медицинской диагностики. (Рисунок из ACS Nano 2014, DOI: 10.1021/nn505821y)

Определение длины нитей ДНК в образце может раскрыть генетические особенности организма, в том числе и связанные с такими наследственными заболеваниями, как утрата или, наоборот, удвоение определенного участка генома. Поскольку смартфоны стали доступными электронными устройствами уже и для многих развивающихся стран, Озкан надеется, что созданная в его лаборатории система может оказаться полезной для экспресс-диагностики в регионах, население которых владеет смартфонами, но не имеет доступа к полноценной медицинской инфраструктуре.

Для демонстрации возможностей новой системы исследователи проанализировали несколько микролитров предварительно очищенного раствора ДНК. Нуклеиновая кислота была модифицирована флуоресцентными красителями. Размещение анализируемого раствора между двумя покровными стеклами заставляло молекулы ДНК выравниваться вдоль прямых линий.

Насадка для флуоресцентной микроскопии содержит компактный лазерный диод, излучающий синий свет, подсвечивающий сотни таких нитей ДНК, попадающих в объектив. На следующем этапе смартфон делает серию снимков, которые затем передаются на удаленный сервер, где программное обеспечение анализирует снимки и рассчитывает длину нитей.

Исследователи протестировали новое устройство на молекулах ДНК, в составе которых было от 5000 до 48000 пар азотистых оснований. Для нитей, состоящих из 10000 и более комплементарных пурин-пиримидиновых пар, мобильный микроскоп успешно определял длину с точностью до тысячи нуклеотидных пар, а такая неопределенность измерения уже достаточно близка к точностным характеристикам обычного стационарного лабораторного флуоресцентного микроскопа, стоимость которого исчисляется тысячами долларов США.

Исследователи из группы Озкана уже разработали подобные насадки для смартфонов, способные измерять концентрацию ионов ртути в воде или получать изображение единичного вируса. В перспективе Озкан и его команда планируют разработать другие методы мобильной диагностики – в первую очередь эти проекты касаются методов диагностики малярии. Дело в том, что резистентные к действию лекарственных препаратов малярийные паразиты характеризуются повторяющимися участками геномов, и Озкан надеется, что его устройство сможет быстро установить, каким типом паразита инфицирован пациент, что, очевидно, будет иметь особое значение для правильного подбора лекарственных препаратов.

Источник: ACS Nano 2014, DOI: 10.1021/nn505821y

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #медицинская химия