О чём расскажет капелька крови

Наверное, всем знакомы глюкометры – компактные приборчики, которыми пользуются диабетики для измерения сахара крови. А как было бы здорово иметь что-то подобное для взятия сразу десятков, до сотни,  анализов по одной-единственной капельке крови. Например, определить наличие разных раковых клеток.  Что для этого нужно? В первую очередь, нужны  биомолекулы, способные «приклеивать» к себе какой-то определённый вид клеток. Такие биомолекулы есть. Их нужно нанести на пластинку из пьезоэлектрика (вырезанную, например, из кристалла кварца) и возбудить в пластинке акустическую волну. Как возбудить? При помощи нанесенных на пластинку тоненьких электродов, ведь пьезоэлектрики тем и хороши, что деформируются под воздейстием электрического поля. Волна побежит по поверхности пластинки, биомолекулы захватят из крови раковые клетки, и эта налипшая дополнительная масса замедлит волну.  Замедление можно измерить при помощи второго массива электродов, размещённого на другом конце пластинки. Чем больше налипло, тем сильнее уменьшилась скорость волны. Тем самым мы как бы взвешиваем налипшие клетки. Теперь представьте, что всё это миниатюрно настолько, что капелька крови покрывает сразу десятки или даже сотню – вобщем, целый массив микроскопических кварцевых пластинок, на каждой из которых свои биомолекулы и свои электроды. Каждая пластинка настроена на свои клетки. На выходе получаем целый массив анализов.


Весь процесс – от возбуждения волн до замера их скорости — можно описать математически. Уравнения здесь довольно сложные и в каждой среде (кровь, кварц, биомолекулы) свои.   Их ещё нужно умело состыковать, но математике это под силу. Зато получив адекватную модель, можно заняться отимизацией прибора, чтобы увеличить его чувствительность, улучшить дизайн и т.д. Пробовать менять разные параметры – например, количество электродов, толщину пластинки, и всё это лишь при помощи компьтерных симуляций, экономя на трудоемких и затратных физических экспериментах.

Этот прибор называется биосенсором.

Обсудить у себя 6
Комментарии (22)
Комментарий был удален

Вообще, разных биосенсоров – море, и они успешно применяются: для определения в крови бактерий, наркотиков, всевозможных протеинов – маркеров различных болезней. Те, о которых я рассказала, — акустические, основанные на использовании биомолекул, тоже есть. Пик их развития пришёлся на начало двухтысячных. В это же время мне и довелось принимать участие в его разработке. Главное достижение было  в том, что добились очень хорошей чувствительности – около 75 пикограмм на один квадратный сантиментр. Для того, чтобы представить, много это или мало: красная кровяная клетка – эритроцит – весит 20-27 пикограмм. То есть «наш» биосенсор может измерить массу с точностью до трех клеток. Внедрен или нет именно такой, не знаю. Тут нужно искать заинтересованных лиц, деньги, раскручивать, или свою собственную фирмочку открывать, а это опять деньги, деньги, деньги – вообщем, деятельность и своя наука, на которые вся жизнь может уйти.

Комментарий был удален

Жалко, что удалили комментарии, я просто не успела ответить — вопросы-то были хорошие. Ну, по памяти.

Первый вопрос был по поводу внедрения: мол, неужели при капитализме дают деньги под проект, который не гарантирует выгоду по его завершению и надо еэё кого-то заинтересованного искать, чтобы внедрить? Ответ: организация, в которой этот проект выполнялся, была научно-исследовательской, поэтому в первую очередь предполагались публикации, патенты, ну, и в самом оптимистичном случае отпочкование фирмочки по изготовлению приборов. Первое и второе получилось, а третье — нет, просто не успели, т.к. на шестом году существования весь научный центр политическим решением сверху в результате нешуточной борьбы за немалый бюджет был передан другому могущественному владельцу, который резко сменил тематику научного центра. Более глупого решения мне наблюдать в своей жизни не довелось. Вот тут капитализм и показал своё волчье лицо: из-за денег порушили плод шестилетней работы сотни человек.

Второй вопрос был по поводу общения с другими научными подразделениями внутри центра и распространения опыта, накопленного в ходе выполнения проекта, на другие группы. Ответ: поскольку математическая группа в центре была всего одна (остальные группы были физические, химические, биологические, компьютерные), ей приходилось участвовать сразу в нескольких проектах. Так и получалось, что наш опыт из одного проекта перетекал в другие.

Да, и ещё спрашивали, только ли физику мы моделировали или и химию тоже. Химию не моделировали.

не расстраивайтесь) это враги какие-то из администрации блог удалили. возможно, потому, что там не было ни одной записи, а карма минусовая (общение о любовнице Колчака даром не прошло)

спасибо за ответ! собственно только он и сподвиг снова зарегистрироваться)

а почему собственно порушили? ведь фаза разработки закончена (во всяком случае я так понял из ответа) и имея всю документацию всегда можно выйти сразу на практику. или нет?
и по поводу центра) это какой-то универсальный центр? и физики и химики и биологи… может даже геологи есть?) собственно это к тому, что происходит с профильными группами? например, биологов, если меняется ген.линия партии? или нии профильный и весь набор групп всегда при деле)

Пожалуйста! На интересные вопросы интересно отвечать. Под «порушили» я подразумевала работу всего центра, в котором было около разных 20 исследовательских групп. Всем пришлось искать новое место работы. Центр был многодисциплинарным (геологов, правда, не было), но перепрофилировали полностью на медицину — болезнь Альцгеймера решили изучать. Само по себе дело хорошее, конечно, но медикам не нужны были появившиеся за 6 лет существования центра наработки, патенты, статьи в совсем других областях и даже закупленное для физиков и химиков дорогое специфическое оборудование. Статьи и патенты, конечно, ценности своей не потеряли, и по ним можно, как Вы говорите, выходить на практику, а вот сами группы, сложившиеся между ними контакты — все это утеряно. Хотя ценный опыт у каждого отдельного сотрудника остался, ведь это время было очень плодотворным для всех.

то есть распад произошел на уровне отдельных гоминидов), а не групп? а гос-во (как я понял нии государственное) не задействовало оставшиеся после перепрофилирования группы в иных проектах, именно как группы, а не на уровне отдельных учёных?
отсюда вопрос (да, собственно и не только отсюда): патенты наработки разработки являются собственностью нии в целом или отдельных персонажей (пофамильно)? которые могут использовать их на протяжении всей жизни без оглядки на нии?
Спасибо за ответ!

Этот центр был наполовину гусударственным, наполовину существовал на деньги частных спонсоров. Смена тематики предполагалась, но не такая резкая, конечно. Научные сотрудники, в основном, имели временные продляемые контракты на 2-3 года, руководители групп — на 5-6 лет. Когда надзирающий совет принял решение о смене тематики, то людям дали возможность доработать до окончания контракта, а дальше — отпустили в свободное плавание. Кто-то, найдя другую работу, ушёл раньше, кто-то доработал до конца. Никакой помощи от государства в поиске нового места работы не было. Правда, почти весь технический персонал (лаборанты, компьютерщики, техники) имели постоянные контракты и добились, чтобы их оставили в центре. А учёные разбрелись кто куда. Патенты же по здешнему закону являются собственностью работодателя.

то есть если учёный, скажем, где-то когда-то попадёт в какую-то группу разрабатывающую что-то, где вполне уместны были бы его разработки из программы перепрофилированного нии, он не сможет их применить «как есть», а вынужден будет вносить изменения до степени минимального несоответствия с патентом?

Думаю, что всё зависит от того, какова цель применения разработок. Если чисто научная, то, видимо, можно применять, — естественно, со всеми необходимыми ссылками, если же забрезжит коммерциализация, то придётся либо идти на какие-то ухищрения типа тех, о которых Вы написали, либо пользоваться патентом на общих основаниях. Хотя, может, есть ещё какие-то лазейки/особенности использования патента для его авторов, о которых мне неизвестно. Воообще, тема интеллектуальной собственности довольно сложна, и я в этом не слишком разбираюсь. Вот  буквально сейчас нужно получить разрешение на воспроизведение в обзорной публикации своих же рисунков, опубликованных ранее в других статьях. Нужно делать запросы, и, возможно, придется даже платить за такое разрешение.

математика и рисунки)
Спасибо за общение!)

Рисунками называю графики компьютерных симуляций. И Вам спасибо!

так они есть, эти приборы?

Да, их уже много, разных. Всё происходило в начале двухтысячных. Но есть ли в практике именно такой, для целого массива анализов, не уверена. В  основном, используются целевые для определения чего-то одного.

Я думаю, пусть не в ближайшем будущем, но такое будет. И будет обыденным делом. Недавно сама испытала на себе, как по капле крови определили некоторые параметры моего самочувствия. У меня тема такая была. И что интересно — делали в обычной нашей поликлинике, за бесплатно.

Конечно, будет.

Интересно! Ох, сколько крови я «пролила» за последние месяцы. А так, капелька и всё!

Оль, ну хоть польза-то есть? Как ты?

Так конечно. Иначе бы калека была. Вот, убрали блокирующий винт из ноги на днях. Сплошная ммеханика. ))

Хорошо! А ещё какие-то железки в ноге остались?

Да полно! Но они теоретически не должны мешать ходить. Пока мешают. Но наверное теперь снова надо разрабатывать.  Через год буду решать вопрос о сдаче металлолома. ))

Ну, хорошо хоть так — год это обозримо.

Чтобы комментировать надо зарегистрироваться или если вы уже регистрировались войти в свой аккаунт.

Войти через социальные сети:

Warwara
Warwara
Была на сайте сегодня в 01:06
Читателей: 57 Опыт: 2261.22 Карма: 68.5103
все 54 Мои друзья