Нанотрубки-ловушки поймают вирусы и раковые клетки

Новое микрожидкостное устройство размером около 18 мм в диаметре позволяет выявлять единичные раковые клетки в образце крови.

Профессор Гарвардского университета Мемет Тоунер (Mehmet Toner) разработал первую версию устройства четыре года назад. Принцип действия исходного устройства заключался в том, что попадавшая в него кровь омывала десятки тысяч крошечных силиконовых цилиндров, покрытых антителами, связывающими злокачественные клетки. Однако при этом части клеток удавалось избежать столкновения с покрытой антителами поверхностью.

Эти состоящие из углеродных нанотрубок цилиндры связывают раковые клетки и другие крошечные объекты во время их движения через микрожидкостное устройство. Диаметр каждого цилиндра составляет 30 микрометров.

Эту проблему удалось решить с помощью эксперта по разработке сложных наноинженерных материалов для изготовления летательных аппаратов из Массачусетского технологического института Брайан Уардл (Brian Wardle). Результатом сотрудничества стало появление усовершенствованного устройства, в котором силиконовые цилиндры заменили сходными цилиндрами из углеродных нанотрубок, что повысило эффективность связывания опухолевых клеток в 8 раз.

Оторвавшиеся от первичной опухоли циркулирующие в кровотоке раковые клетки обычно очень трудно выявить из-за их чрезвычайно низкой концентрации, обычно составляющей несколько клеток на миллилитр крови, содержащий десятки миллиардов нормальных клеток. Однако обнаружение таких клеток обладает исключительной важностью для диагностики метастазирования, которое является причиной гибели 90% онкологических пациентов.

Высокая эффективность разработанного устройства обусловлена чрезвычайной пористостью нанотрубок. Формируемый внутри устройства "частокол", содержащий 10-100 миллиардов нанотрубок на квадратный сантиметр, менее чем на 1% состоит из углерода, тогда как оставшиеся 99% приходятся на воздух. В результате содержащиеся в образце крови клетки практически не имеют шансов остаться незамеченными.

Использование различных антител и изменение расстояния между нанотрубками позволяет устройству связывать объекты различного размера: от опухолевых клеток с диаметром около 1 микрона до вирусов, размер частиц которых измеряется десятками нанометров.

Тогда как устройство уже проходит клинические исследования в нескольких больницах, ученые уже работают над созданием его модифицированной версии, предназначенной для диагностики ВИЧ.

Читайте на CNews
Microsoft: 39% малых и средних компаний перейдут на облака к 2014 году
«Билайн Бизнес» представил облегченную версию сервиса BlackBerry
Российский рынок стартапов: есть в кого инвестировать