Этот инновационный прибор основан на обнаружении специфичных белков, известных как фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), которые играют важную роль в воспалительных процессах организма. Результаты работы исследователей были опубликованы в журнале Nature Communications.

Фактор некроза опухоли альфа относится к группе молекул, называемых цитокинами. Эти небольшие пептиды регулируют воспалительные реакции на патологические процессы в организме. Аномальные изменения в уровнях цитокинов связаны с различными заболеваниями, включая рак, болезнь Альцгеймера, туберкулез и аутоиммунные расстройства. Традиционно для измерения уровней цитокинов используется иммуноферментный анализ ELISA, однако на ранних стадиях болезни Альцгеймера уровень этих молекул может быть недостаточно высоким, чтобы быть обнаруженным с помощью данного метода.

Для более точного измерения цитокинов исследователи применили биосенсоры, которые состоят из рецепторов, связывающихся с целевыми молекулами, и преобразователей, которые превращают взаимодействие в измеримый сигнал. В своей работе ученые создали диодный биосенсор на основе сульфида молибдена (MoS2), который не имеет недостатков, присущих традиционным транзисторным биосенсорам.

В ходе экспериментов был создан диодный биосенсор с аптамерами, которые специфически связываются с молекулами TNF-α. Это устройство способно обнаруживать цитокины при крайне низких концентрациях, достигающих 10 фемтомоль, что значительно ниже уровня, обнаруживаемого в здоровой крови. Авторы исследования отмечают, что простота изготовления и считывания электрических показаний является ключевым преимуществом нового датчика, что открывает возможности для создания диагностических медицинских приборов.

В дальнейшем исследователи планируют протестировать биосенсор в клинических испытаниях, чтобы убедиться в его способности эффективно обнаруживать белки-биомаркеры в образцах крови, содержащих множество различных мешающих веществ.