Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Від COVID до раку: новий домашній тест виявляє захворювання з вражаючою точністю
Останній перегляд: 15.07.2025
Болить горло та закладений ніс? Поява швидких домашніх тестів дозволила легко визначити, чи є у вас серйозне захворювання, таке як COVID-19, чи просто весняна алергія. Але, незважаючи на їхню швидкість та зручність, ці тести менш чутливі, ніж ті, що використовуються в клініках. Це означає, що результат може бути негативним, навіть якщо людина інфікована.
Рішенням може стати нова, недорога технологія біосенсорики, яка може зробити швидкі домашні тести в 100 разів чутливішими до вірусів, таких як COVID-19. Це також може розширити можливості швидкого скринінгу на інші небезпечні захворювання, такі як рак простати та сепсис.
Вчені з Каліфорнійського університету в Берклі розробили тест, який поєднує природний процес випаровування під назвою «ефект кавового кільця» з плазмонікою та штучним інтелектом, щоб точно виявляти біомаркери захворювань лише за лічені хвилини.
«Цей простий, але потужний метод забезпечує високоточні результати за частку часу, необхідного для традиційних діагностичних методів», — сказав Кам’яр Бехрузі, нещодавній кандидат наук з мікроелектромеханічних систем та наноінженерії в Каліфорнійському університеті в Берклі.
«Наша робота прокладає шлях до більш доступних та недорогих діагностичних рішень, особливо для регіонів з обмеженими ресурсами».
Опис технології було опубліковано в журналі Nature Communications.
Ефект кавового кільця та наночастинки
Якщо уважно придивитися до плями від кави або вина, то можна помітити, що краї темніші, ніж у центрі. Це пов'язано з фізичним явищем, відомим як ефект кавового кільця: коли крапля рідини випаровується, вона створює потік, який відштовхує зважені частинки до країв. Якщо частинки пігментовані, як у каві чи вині, навколо країв плями утворюється темніше кільце.
У 2020 році Бехруз розробляв біосенсор для виявлення COVID-19 і помітив, що краплі його експериментального розчину залишають кільцеподібні сліди після висихання. Він зрозумів, що ефект кавового кільця можна використовувати для концентрації частинок вірусу COVID-19, що полегшить їх виявлення.
«Ми зрозуміли, що можемо використати цей ефект, щоб створити щось набагато краще, ніж ми спочатку планували», – сказав Бехруз.
Як працює тест?
Технологія експрес-тестування використовує крихітні частинки, які називаються плазмонними наночастинками, що взаємодіють зі світлом особливим чином.
- Користувач наносить на мембрану краплю рідини, що містить білки, пов'язані з хворобою (наприклад, з тампона з рота або носа).
- Коли крапля висихає, вона концентрує біомаркери хвороби в області кавового кільця.
- Потім користувач додає другу краплю, що містить плазмонні наночастинки, які «прилипають» до біомаркерів захворювання.
Якщо біомаркери присутні, наночастинки формують специфічні візерунки, які змінюють спосіб взаємодії світла з мембраною. Ці зміни можна побачити неозброєним оком або за допомогою застосунку для смартфонів на базі штучного інтелекту.
Технологія надає результати менш ніж за 12 хвилин і є у 100 разів чутливішою до COVID-19, ніж аналогічні домашні тести.
Застосування при інших захворюваннях
«Один з ключових білків, який ми можемо виявити за допомогою цієї методики, є біомаркером сепсису, небезпечної запальної реакції на бактеріальну інфекцію, яка може розвиватися дуже швидко, особливо у людей старше 50 років», — сказав старший автор дослідження Лівей Лінь, професор машинобудування в Каліфорнійському університеті в Берклі.
«Кожна година має значення, але культивування бактерій для виявлення джерела інфекції може тривати днями. Наша методика може дозволити лікарям виявити сепсис за 10-15 хвилин».
Вчені вже створили прототип домашнього тесту, подібного до швидких тестів на COVID-19, з компонентами, надрукованими на 3D-принтері, які допомагають правильно розташувати зразок та наносити плазмонні краплі.
«Під час пандемії COVID-19 ми покладалися на домашні тести, щоб перевірити, чи інфіковані ми. Я сподіваюся, що наші технології зроблять регулярне обстеження на такі захворювання, як рак простати, доступнішим, не виходячи з дому», – сказав Лін.