В России создали наночастицы для снижения ошибок при ПЦР-анализах

Новосибирские ученые разработали магнитные наночастицы, которые могут сделать лабораторную диагностику инфекционных заболеваний более точной и быстрой. Новая технология предназначена для выделения необходимых фрагментов ДНК и РНК из биологических образцов с одновременным удалением посторонних примесей. Разработка ведется специалистами Новосибирского государственного университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины имени Кнорре Сибирского отделения РАН. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета.

Исследователям уже удалось получить магнитные наночастицы, которые станут основой новой системы подготовки биологических проб к исследованию методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Предполагается, что применение такой технологии позволит уменьшить потери исследуемого материала и сократить количество посторонних веществ, способных повлиять на результаты лабораторного анализа.

Как работает новая технология

Разрабатываемая система представляет собой специальный набор химических реагентов. Его планируют использовать в медицинских лабораториях для подготовки крови, слюны и мазков к дальнейшему исследованию.

Основную роль в технологии выполняют магнитные наночастицы, на поверхности которых закреплены специальные молекулярные зонды. Они способны распознавать определенные последовательности нуклеиновых кислот и связываться с необходимыми фрагментами ДНК или РНК.

После добавления таких частиц в биологический образец происходит захват нужного генетического материала.

Затем специалисты смогут использовать магнитное поле, чтобы отделить частицы вместе с захваченными молекулами от остальных компонентов пробы.

Это позволит удалить ненужные примеси, сохранив фрагменты нуклеиновых кислот, необходимые для исследования.

Очищенный материал предполагается сразу направлять на ПЦР-анализ без дополнительных сложных процедур.

Чем разработка отличается от обычных методов

Автор проекта Виктория Бирюкова объяснила, что существующие способы подготовки биологических образцов нередко предусматривают выделение большого количества нуклеиновых кислот без разделения на необходимые и посторонние фрагменты.

В результате вместе с нужным генетическим материалом в образце могут оставаться вещества, затрудняющие проведение дальнейшего исследования.

Для их удаления специалистам приходится использовать дополнительные этапы очистки. При выполнении таких процедур существует вероятность потери части исследуемого материала.

Разработка новосибирских ученых предусматривает другой подход. Вместо извлечения всех присутствующих в пробе нуклеиновых кислот технология должна обеспечивать избирательное связывание именно тех фрагментов, которые необходимо обнаружить.

По словам Бирюковой, такой способ позволит быстрее подготавливать образцы к анализу, уменьшить потери материала и облегчить автоматизацию лабораторных исследований.

Важной особенностью системы станет возможность проводить несколько этапов подготовки в одной пробирке. Это позволит сократить количество дополнительных операций с биологическими образцами.

Для чего используют ПЦР-диагностику

Метод полимеразной цепной реакции широко применяется для обнаружения генетического материала возбудителей различных заболеваний.

Во время исследования специалисты многократно увеличивают количество копий определенного участка ДНК. При необходимости выявления РНК сначала проводят ее преобразование в ДНК.

Благодаря этому лабораторное оборудование может обнаруживать даже небольшое количество генетического материала, присутствующего в исследуемой пробе.

Такой подход используется при диагностике инфекций, а также для выявления определенных генетических изменений.

Высокая чувствительность метода позволяет обнаруживать некоторые заболевания на ранних этапах, когда выраженные клинические симптомы еще отсутствуют.

Однако точность исследования зависит не только от самого анализа, но и от качества предварительной подготовки образца.

Именно эту часть лабораторной работы новосибирские специалисты рассчитывают усовершенствовать с помощью магнитных наночастиц.

Когда разработку смогут использовать в лабораториях

Сейчас проект находится на стадии научной разработки. Исследователи уже синтезировали магнитные наночастицы, отработали способ закрепления на них специальных зондов и подтвердили возможность избирательного захвата целевого генетического материала.

Следующим этапом станет проверка проведения полимеразной цепной реакции непосредственно с использованием подготовленных наночастиц.

В дальнейшем ученые рассчитывают создать опытный диагностический набор, рассчитанный на проведение 100 исследований.

В него планируется включить суспензию магнитных частиц, необходимые растворы, реагенты для проведения анализа и контрольный образец для проверки правильности работы системы.

Предполагается, что готовый комплект будет предназначен для медицинских центров, диагностических лабораторий и учреждений, занимающихся выявлением инфекционных заболеваний.

При этом речь пока идет о перспективной технологии, а не о готовом диагностическом средстве, уже поступившем в медицинскую практику.

Разработчики рассчитывают, что после завершения необходимых исследований новая система сможет ускорить подготовку биологических проб, уменьшить вероятность потери генетического материала и повысить надежность лабораторной диагностики.