Новые публикации
От COVID до рака: новый домашний тест выявляет болезни с поразительной точностью
Последняя редакция: 13.07.2025
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Болит горло и заложен нос? Появление быстрых домашних тестов упростило задачу: теперь можно легко узнать, это серьёзное заболевание, например COVID-19, или всего лишь весенние аллергии. Но, несмотря на свою скорость и удобство, такие тесты обладают меньшей чувствительностью по сравнению с теми, которые используют в клиниках. Это означает, что результат может быть отрицательным, даже если человек инфицирован.
Решением может стать новая недорогая технология биосенсинга, которая может сделать экспресс‑тесты для дома в 100 раз более чувствительными к вирусам вроде COVID-19. Кроме того, эта диагностика способна расширить возможности быстрого скрининга для других опасных состояний, таких как рак простаты и сепсис.
Учёные из Калифорнийского университета в Беркли разработали тест, который сочетает естественный процесс испарения под названием «эффект кофейного кольца» с плазмоникой и искусственным интеллектом, чтобы с высокой точностью обнаруживать биомаркеры заболеваний всего за несколько минут.
«Эта простая, но эффективная техника позволяет получать очень точные результаты за доли времени, по сравнению с традиционными методами диагностики», — сказал Камьяр Бехруз (Kamyar Behrouzi), недавно защитивший докторскую диссертацию по микроэлектромеханическим системам и наноинженерии в UC Berkeley.
«Наша работа открывает путь к более доступным и дешёвым диагностическим решениям, особенно для регионов с ограниченными ресурсами.»
Описание технологии опубликовано в журнале Nature Communications.
Эффект кофейного кольца и наночастицы
Если внимательно посмотреть на пятно от кофе или вина, можно заметить, что по краям оно темнее, чем в центре. Это объясняется физическим явлением, известным как эффект кофейного кольца: когда капля жидкости испаряется, создаётся поток, который выталкивает взвешенные частицы к краям. Если частицы пигментированы, как в кофе или вине, по краям пятна образуется более тёмный ободок.
В 2020 году Бехруз разрабатывал биосенсор для обнаружения COVID-19 и заметил, что капли его экспериментального раствора оставляют кольцеобразные следы при высыхании. Он понял, что эффект кофейного кольца можно использовать для концентрирования частиц вируса COVID-19, делая их более лёгкими для обнаружения.
«Мы поняли, что можем использовать этот эффект, чтобы создать что-то гораздо лучше, чем изначально планировали», — сказал Бехруз.
Как работает тест?
Технология экспресс‑теста использует крошечные частицы, называемые плазмоническими наночастицами, которые взаимодействуют со светом особым образом.
- Пользователь наносит каплю жидкости, содержащей белки, связанные с заболеванием (например, из мазка из полости рта или носа), на мембрану.
- При высыхании капля концентрирует биомаркеры заболевания в зоне кофейного кольца.
- Затем пользователь добавляет вторую каплю с плазмоническими наночастицами, которые «прилипают» к биомаркерам заболевания.
Если биомаркеры присутствуют, наночастицы образуют определённые узоры, которые изменяют взаимодействие света с мембраной. Эти изменения можно увидеть невооружённым глазом или с помощью приложения на смартфоне с искусственным интеллектом.
Технология даёт результат менее чем за 12 минут и в 100 раз чувствительнее для COVID-19, чем аналогичные домашние тесты.
Применение для других заболеваний
«Один из ключевых белков, который мы можем обнаруживать с помощью этой методики — биомаркер сепсиса, опасной воспалительной реакции на бактериальную инфекцию, которая может развиться очень быстро, особенно у людей старше 50 лет», — отметил старший автор исследования Ливей Линь (Liwei Lin), профессор машиностроения UC Berkeley.
«Каждый час важен, но выращивание бактерий для выявления источника инфекции может занять несколько дней. Наша методика позволит врачам обнаруживать сепсис за 10–15 минут.»
Учёные уже создали прототип домашнего теста, похожего на экспресс‑тесты COVID-19, с 3D‑печатными компонентами, которые помогают правильно разместить образец и нанести плазмонические капли.
«Во время пандемии COVID-19 мы полагались на домашние тесты, чтобы понять, инфицированы ли мы. Я надеюсь, что наша технология сделает более доступным регулярный скрининг на такие состояния, как рак простаты, без необходимости выходить из дома», — сказал Линь.