ПЕРМЬ, 10 фев - РИА Новости. Пермские ученые создали компьютерную модель, позволяющую делать устройства для ПЦР-тестов, которыми точно, за несколько минут и в "полевых" условиях устанавливается отцовство, выявляются генетические заболевания или возбудители болезни, сообщили РИА Новости в пермском политехе.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) используется при проведении тестов на COVID-19, для выявления генетических заболеваний и установления отцовства. В лаборатории по крошечному фрагменту ДНК или РНК точно идентифицируют возбудителя болезни или уникальную генетическую метку человека.
"Впервые в мире создана компьютерная модель конвективной ПЦР, точно предсказывающая поведение частиц в микрокамере. Это позволит проектировать более эффективные, быстрые и надежные ПЦР-системы. Разработка ученых открывает путь к созданию нового поколения диагностических устройств: компактных, быстрых и, самое важное, надежных. Время анализа может сократиться с нескольких часов до 15-20 минут", - рассказали в вузе.
Для того, чтобы метод ПЦР заработал, образец биологического материала помещают в специальное устройство, которое изменяет температуру. К примеру, при проведении анализа на отцовство берут соскоб клеток с внутренней стороны щеки. В этом образце есть ДНК, но мало - увидеть отдельные молекулы невозможно. Специальный прибор чередованием нагревания и охлаждения увеличивает их количество. Через 30-40 циклов одна молекула превращается в миллиарды копий. Затем детектор сопоставляет полученные фрагменты ДНК ребёнка и потенциального отца, и если совпадение участков обнаруживается, отцовство считается доказанным.
На подобные лабораторные анализы требуется от нескольких часов до нескольких дней. Поэтому в мире существует высокий спрос на портативные, быстрые и доступные ПЦР-системы для "полевой" диагностики. Тогда исследование можно будет провести, например, в кабинете врача или полевом госпитале.
Как пояснили в вузе, ответом на этот запрос является конвективная ПЦР, для которой используется плоская микрокамера-чип, ее размер меньше смартфона. Нижняя часть устройства нагрета, а верхняя охлаждена. В результате образец циркулирует по камерам и многократно копируется. Уже через 30–40 минут прибор обнаружит накопленные миллиарды одинаковых фрагментов и выдаст результат.
"Каждая молекула ДНК включает в себя десятки тысяч нуклеотидов - это длинная последовательность, которая ведет себя в среде как протяженная нить. Законы диффузии молекул ДНК в среде существенно отличаются от диффузии точечных включений. Игнорирование такого поведения создает расхождение между расчетными моделями и реальностью. Мы впервые стали рассматривать молекулы ДНК как самостоятельные микрочастицы, способные двигаться независимо от потока жидкости", - пояснил доцент кафедры "Прикладная физика", кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Рамиль Сираев.
