В России создали первый в мире портативный прибор для обнаружения микропластика в крови.
Учёные Пермского Политеха вместе с коллегами из МГУ, МФТИ, Российского квантового центра и южнокорейского университета Сонгюнгван разработали компактное устройство, которое с точностью до 90% выявляет микропластик и биомаркеры рака прямо на месте — без дорогих лабораторий.
Зачем нужен этот прибор
Главную опасность для экологии и здоровья представляют частицы мельче 5 микрон. Микропластик вызывает воспаления и может провоцировать рак. А биомаркеры — вещества, которые появляются в крови задолго до того, как опухоль можно увидеть на томографе. Проблема в том, что традиционный анализ требует громоздкого оборудования, а пока образец везут в лабораторию, маркеры разрушаются за полчаса и результат искажается. Новый прибор решает эту проблему.
Как он работает
Устройство представляет собой оптоволоконный кабель толщиной 50 микрон. На его торце — металинза, пластинка из миллионов крошечных кремниевых столбиков. Частицы обрабатывают специальным красителем, по кабелю подают лазерный импульс, металинза сжимает его в точку, и отражённый сигнал передаётся обратно на компьютер.
Прибор устойчив к вибрациям и изгибам кабеля, не требует сложной настройки и умещается на ладони.
Что он умеет и почему это уникально
По словам одного из авторов разработки, профессора ПНИПУ Александра Сюя, металинзы, совмещённые с оптоволокном, существуют и в других странах, но именно эта система впервые демонстрирует возможность удалённого обнаружения одиночных частиц в переносном формате. Аналоги с обычной оптикой есть, но портативных систем с такой чувствительностью к одиночным нанообъектам раньше не существовало.
В экспериментах учёные проверяли светящиеся пластиковые частицы разного размера и молекулы белка. Прибор находил их даже при сверхнизких концентрациях. Он способен различать частицы по размеру, а в перспективе — и по цвету свечения.
Где можно применять
Теоретически прибор может использоваться для ранней диагностики рака (например, для обнаружения микрочастиц, выделяемых раковыми клетками), а также для экологического мониторинга воды. Однако, как поясняет Сюй, пока подобные технологии применяются только в исследовательских лабораториях за рубежом — для анализа эффективности лекарств и поиска редких биомаркеров.
Сколько стоит и когда появится в больницах
Сейчас металинза по цене сравнима с обычными лабораторными объективами. При массовом производстве с использованием технологий кремниевой микроэлектроники стоимость можно существенно снизить. В планах учёных — изучить возможность внедрения разработки в скорой помощи и поликлиниках, но сначала нужно проверить её экономическую эффективность для биомедицины.
