Новое портативное устройство позволяет детектировать РНК за 20 минут

Исследователи из Института передовых наук RIKEN (Япония) разработали новый, не требующий подачи питания микрофлюидный чип, позволяющий осуществлять детектирование микроРНК в образце чрезвычайно малого объема всего за 20 минут. Резко уменьшив время и количество образцов, необходимые для детектирования, чип создал основу для ранней экспресс-диагностики таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера.

МикроРНК представляют собой небольшие некодирующие молекулы РНК, которые регулируют экспрессию генов в широком спектре биологических процессов, в частности, рост, пролиферацию, дифференциацию и гибель клеток (апоптоз). Концентрация определенной РНК в жидкостях организма увеличивается с развитием таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера, а это дает основания полагать, что эти короткие РНК могут содержать ключ к более быстрому и точному диагностированию. Однако имеющиеся на сегодняшний день методики детектирования микроРНК требуют на проведение анализа несколько дней и предполагают применение оборудования, для работы с которым необходим специально обученный персонал, что во многих ситуациях делает эти методики непрактичными.

Японские ученые поставили перед собой цель преодоления этих препятствий за счет разработки устройства, делающего возможной быструю и простую диагностику на основе очень маленького образца. В ходе более раннего исследования они создали устройство в форме микрочипа, которое использовало полидиметилсилоксан (ПДМС) – соединение, известное своими воздухопоглощающими свойствами – для введения реагентов в зонд для анализа. Такая методика закачки упростила конструкцию устройства, исключив потребность во внешних источниках энергии, однако для анализа требовались образцы довольно большого объема.

Новое устройство тоже использует ПДМС в качестве воздушного «насоса», но выгодно отличается от своего предшественника намного более высокой чувствительностью, которая обеспечивается благодаря одному из методов усиления сигнала. Высокая чувствительность позволяет резко уменьшить количество образца, необходимое для диагностики – всего до 0,25 аттомоль, что в тысячу раз лучше предыдущего показателя.