Биосенсор позволяет увидеть и измерить взаимодействие в растворе «натуральных», не меченых биологических молекул, включая белки, сахара, антитела, ДНК и РНК — в ничтожно малых количествах.

Исследование, проводившееся химиками под руководством Дэрила Борнхопа (Darryl Bornhop) целых 12 лет, увенчалось успехом: ученые создали прибор для измерения самых слабых межмолекулярных взаимодействий.

Новый биосенсор основан на принципах обратно-рассеивающей интерферометрии (Back-Scattering Interferometry, BSI). Главный его «глаз» — красный гелий-неоновый лазер, похожий на те, которые применяются в супермаркетах для сканирывания штрих-кодов. С помощью зеркала луч лазера направляется на чип из полидемитлсилоксана (PDMS), в котором находятся образцы, а с него — на спектрометрический детектор (такой же, какие используются в цифровых фотоаппаратах).

В чипе имеется Y-образный канал в 50 раз тоньше человеческого волоса, в верхние концы которого одновременно добавляют два раствора биомолекул. В находящемся ниже по течению змеевике растворы смешиваются и уже взаимодействующие молекулы плывут к точке, где происходит регистрация их взаимодействия. Лазерный луч проходит через канал, отражается опять к зеркалу и обратно, и так около 100 раз. Каждый раз, проходя через канал, часть рассеянного света возвращается к зеркалу и направляется к CCD-детектору, регистрирующему линию из контрастных пятен интерференции.

Получающееся изображение очень чувствительно к поведению молекул. Если они «слипаются» — картинка сдвигается, и чем сильнее взаимодействие, тем больше сдвиг. По сдвигу интерференционных картин рассчитывают силу динамического взаимодействия двух молекул, выраженную константой диссоциации (Kd). Метод позволяет определять силы межмолекулярных взаимодействий в очень широком диапазоне Kd — до шести порядков, — и использовать ничтожно малые концентрации измеряемых веществ.

Читайте также о компактных детекторах бактерий и грибов («Быстрый и умный») и ядовитых веществ («Обнаружение ядов»).

«Коммерческая биотехнология»