Российские учёные создали портативный прибор для поиска микропластика в крови с точностью до 90%

Разработка Пермского Политеха, МГУ, МФТИ и южнокорейского университета Сонгюнгван обнаруживает одиночные частицы микропластика и биомаркеры рака без громоздких лабораторий.

Самая опасная угроза от пластика — не бутылки в океане, а частицы мельче 5 микрон, которые проникают в организм через воду, еду и даже воздух. Они вызывают хронические воспаления, повреждают клетки и могут провоцировать рак. Но до сих пор обнаружить их в крови было сложно: традиционный анализ требует дорогого громоздкого оборудования, а пока образец везут в лабораторию, маркеры разрушаются за полчаса.

Команда из Пермского Политеха (ПНИПУ), МГУ, МФТИ, Российского квантового центра и южнокорейского университета Сонгюнгван создала первый в мире портативный прибор для обнаружения микропластика в крови. С точностью до 90% он находит частицы и биомаркеры рака прямо на месте — в скорой, в полевой лаборатории, у постели больного.

Устройство — это оптоволоконный кабель толщиной 50 микрон (тоньше человеческого волоса). На его торце — металинза, пластинка из миллионов крошечных кремниевых столбиков. Частицы обрабатывают специальным красителем, подают лазерный импульс, металинза сжимает его в точку, и отражённый сигнал показывает результат на компьютере.

Прибор умещается на ладони, устойчив к вибрациям и изгибам, не требует сложной настройки.

В экспериментах учёные проверяли светящиеся пластиковые частицы разного размера и молекулы белка. Прибор находил их даже при сверхнизких концентрациях. Он различает частицы по размеру, а в перспективе — и по цвету свечения.

Как пояснил один из авторов, профессор ПНИПУ Александр Сюй:

«Металинзы, совмещённые с оптоволокном, существуют и в других странах, но именно эта система впервые демонстрирует возможность удалённого обнаружения одиночных частиц в переносном формате. Портативных систем с такой чувствительностью к одиночным нанообъектам раньше не существовало».

Где применять?

• Ранняя диагностика рака — прибор способен улавливать микрочастицы, выделяемые раковыми клетками, задолго до того, как опухоль увидят на томографе.

• Экологический мониторинг воды — быстрая проверка на микропластик в природных и водопроводных источниках.

Сейчас металинза сравнима по цене с обычными лабораторными объективами. При массовом производстве с использованием технологий кремниевой микроэлектроники стоимость можно существенно снизить. В планах учёных — внедрение в скорой помощи и поликлиниках.