Разработан метод высокоскоростной наноПЦР-диагностики COVID-19

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости. Корейские ученые разработали технологию ПЦР-тестирования, которая позволяет точно диагностировать COVID-19 менее чем за 20 минут непосредственно на месте. Описание приведено в журнале Nature Biomedical Engineering.

В настоящее время основной метод тестирования на COVID-19 — технология полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией, или ОТ-ПЦР. Метод основан на преобразовании РНК вируса в комплементарные ДНК с последующей их амплификацией для улучшения обнаружения.

Метод ОТ-ПЦР достаточно точный, но реализовать его можно только в централизованном учреждении, оснащенном громоздкими приборами, и на весь цикл анализа требуется от одного до двух часов. В случае если пробы были взяты в обычной поликлинике, их необходимо отправить в лабораторию в холодильной камере, и результат возвращается только через один-два дня.

Южнокорейские исследователи разработала новую технологию, названную ими "наноПЦР", которая позволяет получать результаты на месте. При этом ее точность не уступает традиционному методу ОТ-ПЦР.

Новая технология использует для обнаружения вирусной РНК тот же основной принцип, что и стандартный метод, но скорость анализа значительно увеличена за счет использования гибридных наноматериалов, а миниатюрный размер компонентов обеспечивает портативность прибора.

Главный его элемент — магнитоплазмонная наночастица (MPN), которая состоит из магнитного материала в ядре и золотой оболочки, проявляет плазмонные свойства — способности преобразовывать световую энергию в тепловую. Этот эффект помогает сократить этап термоциклирования ПЦР с 1-2 часов до 11 минут.

Кроме того, сильные магнитные свойства MPN позволяют внешнему магнитному полю очищать MPN от раствора, чтобы обеспечить флуоресцентное обнаружение амплифицированных генов. Чувствительность наноПЦР-теста даже выше, чем у ОТ-ПЦР. Он способен обнаружить очень небольшое количество генов РНК вируса — около 3 копий на микролитр.

Исследователи протестировали новый метод в клинических условиях в больнице Национального университета Чоннам. Из 150 проб прибор точно диагностировал 75 положительных и 75 отрицательных. При этом не были ни одного ложноотрицательного или ложноположительного результата.

Помимо высокой надежности, весь диагностический процесс прошел значительно быстрее, чем при ОТ-ПЦР — в среднем на диагностику одного образца ушло около 17 минут. Авторы отмечают, что производительность прибора можно еще увеличить за счет оснащения его колесом для одновременной загрузки нескольких образцов.

Размер аналитической установки составляет всего 15×15×18 сантиметров, а вес — три килограмма. Такой портативный прибор, по мнению ученых, можно использовать для быстрого тестирования пациентов в децентрализованном режиме.

"За счет улучшения и миниатюризации технологии мы показали, что можно выполнять диагностику на основе ПЦР даже в полевых условиях", — приводятся в пресс-релизе Института фундаментальных наук (IBS) в Сеуле слова руководителя исследования Чеон Джин Ву (Jinwoo Cheon), директора Центра наномедицины IBS.

В настоящее время ученые дорабатывают прибор, чтобы начать его производство.