Российские ученые создают мини-чип для экспресс-анализа крови через смартфон

Российские специалисты из Дальневосточного отделения Российской академии наук (РАН) ведут разработку портативной системы экспресс-диагностики, способной совершить переворот в персональной медицине. Речь идет о создании так называемой «лаборатории на чипе» — миниатюрного устройства, которое позволит определять биохимический состав крови в режиме реального времени. Главная особенность новой технологии заключается в том, что для проведения исследования пациенту больше не придется посещать специализированные лаборатории, сдавать значительные объемы биоматериала из вены и часами ждать результатов.

В основе перспективного метода лежит физическое явление индуцированной фотолюминесценции. Каждое химическое соединение и молекула в организме человека обладают уникальным спектральным откликом при определенном типе освещения. Это позволяет сформировать индивидуальный спектральный «паспорт» для каждого ключевого показателя крови. Анализируя изменения в этом спектре, система может мгновенно фиксировать отклонения от нормы, сигнализируя о возможных патологиях, воспалительных процессах или развитии хронических заболеваний на самых ранних стадиях.

Основной технической сложностью при создании подобных микросистем всегда оставался слабый уровень полезного сигнала, исходящего от молекул в сверхмалых объемах жидкости. Дальневосточные ученые решили эту проблему с помощью интеграции специальной плазменной системы. На поверхности диагностического чипа формируется массив микроскопических иголочек, выполняющих роль своеобразных антенн-усилителей. Благодаря такой конструкции даже крошечной капли крови, нанесенной на сенсор, становится достаточно для получения четкого и безошибочного сигнала, пригодного для расшифровки датчиками.

Конечная цель разработчиков — сделать чип настолько компактным и энергоэффективным, чтобы его можно было без труда подключать напрямую к обычному смартфону в качестве внешнего аксессуара. Это откроет возможность проводить медицинские тесты в любых дорожных, полевых или домашних условиях. Параллельно с этим ученые смотрят еще дальше вперед, развивая смежную область квантовой биологии. В перспективе на базе этих же физических принципов могут быть созданы микроскопические нанороботы, способные циркулировать внутри кровеносной системы человека и самостоятельно находить опасные патогены.