Новое устройство выделяет ДНК человека за несколько минут

Источник: phys.org

В последнее время ученые делают большие успехи в секвенировании генома, в частности, для профилактики и лечения заболеваний. Но процесс выделения ДНК из биологических жидкостей все еще остается «узким местом» генетики. Традиционно для получения молекул ДНК используются центрифуги, или специальные микрофильтры. Но эти технологии требуют использования токсичных химических веществ, и процесс занимает от 20 до 30 минут. Как отмечает адъюнкт-профессор Университета Вашингтона (США) Джаэ-Хьюн Чанг, современную технологию выделения ДНК по сложности можно сравнить со сбором человеческих волос при помощи строительного крана. Команда профессора Чанга и специалисты компании NanoFacture, основанной университетом, представили новое устройство, решающее проблему.

Небольшой девайс извлекает ДНК из образцов биологических жидкостей простым, эффективным и экологически безопасным способом. Инженеры Университета Вашингтона разработали микроскопические зонды, которые погружаются в образец жидкости и создают в ней электрическое поле. Это поле заставляет частицы концентрироваться вокруг поверхности крошечных зондов. Более крупные частицы ударяются об острие зонда и отклоняются в сторону. А молекулы размером с ДНК придерживаются зондом и попадают в «ловушку» на его поверхности. С использованием этой технологии выделение и очистка ДНК занимает две — три минуты. По словам ученых, спроектированный ими микропроизводственный объект способен изготавливать до 1 млн. микрозондов в год, то есть вполне возможно крупномасштабное производство.

Портативное устройство может обрабатывать 4 образца одновременно, но технология может быть расширена для обработки 96 образцов в одном цикле. Разработка уже готова к выпуску, и в прошлом месяце был подписан контракт с корейским производителем KNR Systems. Инженеры лаборатории Чанга также создали вариант устройства размером с карандаш, такой девайс может быть отправлен пациенту на дом или послан тем, кто служит в армии за рубежом. Пациенты могут провести тампоном по внутренней поверхности щеки, собрать образец слюны, а затем обработать ДНК на месте, чтобы отправить в больницу или лабораторию уже готовый анализ. Это может быть полезно для наращивания усилий по секвенированию генома каждого человека, для профилактики и лечения болезней. Рынок для этого устройства еще не исследован, но команда Чанга готова к его производству. Что касается более мощного варианта, по нему уже ведутся переговоры с дистрибьюторами медицинской техники.