Цивилизация
Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук разработали неинвазивные способы сбора проб воздуха для анализа нозокомиальных инфекций, профилактики и диагностики инфекционных легочных заболеваний. Все исследования проходили в рамках проекта, поддерживаемого Российским научным фондом.
Исследование посвящено разработке новых методов диагностики заболеваний легочных путей. В ходе работы ученым удалось впервые увидеть микрокапли легочной жидкости, полученные из выдыхаемого воздуха, и определить в них соотношение липидов и других компонентов. Данные результаты были достигнуты методом атомно-силовой микроскопии. С помощью методов и приборов, созданных в ходе этого исследования, можно собирать микрокапли и диагностировать заболевания по биомаркерам в собранных пробах. Статья, в которой описано данное исследование, принята к публикации в журнале Journal of Breath Research.
Ранее в рамках того же гранта РНФ ученые опубликовали результаты разработок по диагностике нозокомиальных инфекций. Ученые завершили работу над созданием уникального фильтрополотна, которое может стать основой устройств для защиты органов дыхания и для сбора аэрозольных патогенов с целью их анализа. Полотно превосходит все мировые аналоги по комбинации высокого задержания аэрозольных частиц и низкого сопротивления течению воздуха.
«Такое полотно представляет собой бездефектную сетку из полимерных волокон толщиной около 10 нм. Оно задерживает практически все частицы с размерами, превосходящими 0,2 микрона, весит около 10–20 мг на квадратный метр полотна и по оптической прозрачности не уступает оконному стеклу», – отметил Виктор Морозов, доктор физико-математических наук, руководитель гранта РНФ, заведующий лабораторией наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН.
Полотно можно использовать в устройствах для защиты органов дыхания и для аналитических целей. Так, на основе разработанного фильтрополотна в лаборатории сконструированы устройства для неинвазивного сбора проб легочной жидкости в выдыхаемом воздухе пациентов. Устройство используется для сбора проб легочной жидкости у пациентов с легочной формой туберкулеза в Центральном научно-исследовательском институте туберкулеза (лаборатория биотехнологии, зав. – проф. И.В. Лядова). Статья, описывающая особенности нового фильтрополотна, опубликована в журнале European Polymer Journal.
Еще одно применение разработанного фильтрополотна опубликовано в журнале Journal of Hospital Infection. Было создано простое устройство, которое позволяет с помощью обыкновенного бытового пылесоса быстро собирать из воздуха на специальное водорастворимое фильтрополотно летающие в воздухе частицы пыли, включая вирусы, микробы и споры. Все собранные материалы после растворения такого фильтра в воде можно изучить в лаборатории. Данное устройство было протестировано в палатах туберкулезной клиники Московского медуниверситета (лаборатория проф. М.А. Владимирского), где было показано, что за 10–15 минут можно собрать достаточно материала, чтобы по ДНК микобактерии обнаружить всего 2–3 микроба в кубометре воздуха. Устройство можно будет применять для анализа аэрозольных патогенов в метро, в самолетах и аэропортах, в фармацевтических и биотехнологических производственных помещениях.
Все три исследования представляют собой новое уникальное направление в бионанотехнологических исследованиях, которое сможет обеспечить предупреждение распространения эпидемий, раннюю диагностику легочных заболеваний и неинвазивный мониторинг лечения таких заболеваний.
