Прибор работает по оптическому принципу: образец просвечивают светом с определённой длиной волны (в текущей версии — 470 нанометров), а фотоприёмник фиксирует возникающую флюоресценцию. На основе полученных данных и предварительно рассчитанного калибровочного коэффициента устройство определяет концентрацию флюорофоров в образце — а значит, и уровень связывания с белками.
Технология может применяться в широком спектре медицинских исследований, от общих анализов белков до онкодиагностики, выявления вирусов, определения антител и распознавания аутоиммунных заболеваний. Процедура анализа проста: из крови выделяют сыворотку, помещают её в кювету, проводят просвечивание и снимают показания.
Особенность разработки — в её доступности и гибкости. Прибор собран на недорогой элементной базе, имеет открытую архитектуру, а также позволяет заменять фильтры и светодиоды — это даёт возможность адаптировать устройство под разные типы анализов, меняя длину волны излучения.
Данные измерений выводятся на встроенный дисплей и могут передаваться через Wi‑Fi на специальный сайт.
В ходе тестирования Марина использовала раствор бычьего сывороточного альбумина с флюоресцеином. Эксперимент подтвердил работоспособность методики, так как при увеличении концентрации альбумина уровень свечения снижался — прибор корректно фиксировал эту динамику и пересчитывал фактическую концентрацию вещества с учетом калибровки.
«Я сама собрала прибор и протестировала его. Мы замешали бычий сывороточный альбумин с флюоресцеином и смотрели, какие сигналы подаёт устройство и какую концентрацию оно выдаёт. Важно было отследить, как меняется свечение при росте концентрации альбумина: чем больше образуется флюорофоров при соединении альбумина с флюоресцеином, тем меньше становится свечение. Калибровка позволяет корректно пересчитать сигнал в фактическую концентрацию», - комментирует студентка.
Уникальность проекта, по словам Марины, заключается не только в низкой стоимости, но и в возможности доработки под конкретные задачи: «Прибор — бюджетный аналог дорогостоящего оборудования. Он разработан на доступной элементной базе, имеет открытую архитектуру и позволяет менять фильтры и светодиоды, чтобы работать с разными длинами волн и, соответственно, расширять спектр анализов».
У прибора есть ещё одно перспективное применение: с его помощью можно исследовать характеристики морской воды — например, определять параметры планктона. То есть технология пригодится не только в медицине, но и в научных морских исследованиях.
Марина с четвёртого курса работает в Морском гидрофизическом институте, и именно там частично велась работа над прототипом — специалисты института помогали ей в его создании.
«Сейчас устройство — ещё на стадии прототипа, поэтому вопросы эргономики и внешнего вида пока не были в приоритете. Главное было доказать, что сама схема работает. В планах — дальнейшая доработка прибора. Когда Марина поступит в магистратуру, проект планируют развивать в рамках студенческого стартапа: прорабатывать технические детали, улучшать удобство использования и готовить решение к более широкому применению», - рассказал заведующий кафедрой «Приборостроение и транспорт» Станислав Рощупкин.
Фотогалерея
