Как создать почти бесплатный универсальный бумажный диагностический тест

Основной вектор в развитии планетарного здравоохранения — создание не просто дешёвых медицинских тестов, а бесплатных. А потому многие исследователи ставят на бумагу, предлагая её в качестве основы. Но что дальше? А дальше, по аналогии с домашнем тестом на беременность, хотелось бы иметь столь же недорогие и простые в использовании тесты на малярию, диабет, СПИД и т. п. ? Вот, это оно). Работы много, ведь всё это должно быть ещё и практически бесплатным — как сама бумага.

Биоинженеры из Вашингтонского университета (США) сделали первый шаг к созданию таких вполне универсальных, а главное, недорогих медтестов. Они придумали способ, как заставить обыкновенную бумагу надёжно адсорбировать интересные с точки зрения медицины молекулы (биомаркеры). По сути, работа посвящена химическому трюку, позволяющему превращать простую офисную бумагу в основу для медицинского теста. Подробнее о ней читайте в статье, опубликованной в журнале Langmuir.

Сегодня большинство бумажных диагностических тестов базируется на использовании нитроцеллюлозы — «липкой» мембраны. Этот материал входит в состав тестов на беременность, а также применяется в исследованиях на определение протеинов, ДНК и антител.

Дэниэл Ратнер и его коллеги поставили себе цель заменить этот тип специализированных мембран простой бумагой, да так, чтобы её можно было использовать для создания любых медицинских тестов, а не только для детектирования больших биологических молекул.

Технология, предлагаемая группой г-на Ратнера, обходится минимальным количеством оборудования (ноу-хау, да). Учёные специально старались применять максимально дешёвые и доступные средства. Промышленный растворитель дивинилсульфон, галлона которого (около 4 л) может хватить на пару пятилеток, использовался как клейкое вещество. Было установлено, что при тщательном контроле над кислотностью дивинилсульфон может быть успешно разбавлен водой и помещён в обычный целлофановый пакет со встроенным замкóм Ziploc. В этот же пакет кладётся пачка бумаги, пакет закрывается и в течение нескольких часов встряхивается. Затем бумага осторожно извлекается, промывается и сушится.

По словам авторов, итоговая бумага была гладкой на ощупь, но при этом обладала тем самым желанным свойством липкости по отношению ко всем химическим веществам, которые могут представлять медицинский интерес: протеины, антитела, ДНК, сахара и малые молекулы, применяемые для лечения разнообразных недугов. (Честно сказать, звучит странно: ведь должна была и к рукам липнуть, нет? Да и молекулы все разные: гидрофильные, гидрофобные, полярные, неполярные — что же они все к одной поверхности пристают? Это напоминает алхимическую идею «универсального растворителя», который и хранить-то было не в чем. Но кто же о таких мелочах тогда задумывался… А вот мы с вами задумаемся: как вообще можно пользоваться бумагой, к которой липнут все представляющие медицинский интерес молекулы? Хорошо, если молекула знает, что она не представляет интереса: тогда у неё есть определённый шанс не прилипнуть, но ведь большинство летающих по комнате органических молекул наверняка не догадываются, что они никому не интересны…)

Для демонстрации работоспособности своей тестовой липкой бумаги учёные применили один из листочков в струйном принтере, чернила которого заменили на раствор галактозы — сахара, покрывающего снаружи клетки человека. Рисунок был напечатан сахаром и оставался невидимым (сахар и его раствор бесцветны). Проявка нанесённого молекулами галактозы изображения проводилась обработкой флюоресцентным рицином, связывающимся с сахаром. (Интересно, а если бы мы то же самое сделали на обычной бумаге?..)

Теперь группа г-на Ратнера занята созданием настоящих диагностических тестов на основе своей липкой бумаги.

Подготовлено по материалам Вашингтонского университета.