Лаборатория на чипе: как технологии будущего становятся реальностью

Инженеры из Принстона создали лабораторию, способную уместиться на крупинке соли: необходимые диагностические элементы биосенсора расположены на кремниевом чипе.

Обычно для проведения сложной диагностики по выявлению вирусных и инфекционных болезней необходима целая лаборатория со сложным оборудованием. Особенно это касается анализов крови, для которых необходим набор линз, реактивов, фильтров и дифракционных решеток. И стоят такие системы отнюдь недешево.

А вот специалисты из Принстонского университета обещают заменить сложнейшую систему единственным микрочипом, причем без функциональных изменений.

Основой новейшей технологии служат металлические слои, которые уже итак присутствуют на современных чипах в компьютерах и смартфонах. Их можно адаптировать для измерения поведения света при взаимодействии со структурами меньше длины волны света. Это позволяет обнаруживать тысячи биологических компонентов: гормонов, бактериальных ДНК и др.

Обнаружение определенных молекул происходит с помощью антител, которые при реагировании начинают светиться в заданной длине волны (в зависимости от результата - разным цветом). В обычной лаборатории антитела для анализа помещают на пластину размером с игральную карту. Чтобы реализовать блок достаточно маленьким, помещающимся на микрочипе, команда ученых тесно сотрудничает с химиками, которые смогут подготовить и распределить антитела. На данный момент ученым уже удалось спроектировать пластину с 96 датчиками из антител, которые соответствуют заявленным размерам. Систему, обрабатывающую исходящий от антител свет также разместят в этом же чипе.

Впереди у инженеров и химиков еще много работы, но подобные технологии позволят встраивать диагностические лаборатории в смартфон или таблетку.

Подобную новость уже сообщали исследователи из Университета Вандербильта и Университета Пердью (США) прошлым летом, когда представили результаты разработки технологии, которая позволяет быстро улавливать и обнаруживать молекулы, ДНК и вирусы, и которая также имеет миниатюрные размеры.

Один из руководителей нового проекта, Kaushik Sengupta (Каушик Сенгупта) говорит, что вскоре можно будет обходиться без дорогостоящего и громоздкого оборудования, без классической оптики, а использовать компактную лабораторию на чипе, дающую достоверные результаты.






По материалам: phys.org, фото: phys.org.