Известный «эффект шепчущей галереи» позволил создать сверхчувствительный датчик, способный найти и определить вирусы в несколько минут.
Шепот вирусов: Микробы в галерее
Шепчущая галерея в лондонском Соборе Святого Павла

Определение вирусов в анализе для точной диагностики нередко требует нескольких недель. Но датчику, разработанному под руководством профессора Стивена Арнольда (Stephen Arnold), достаточно считанных минут. В работе он нетребователен и чувствителен: он способен обнаруживать даже крошечную нить РНК бактериофага MS2, вес которой составляет всего 6*10−18 г.

Биосенсор WGM (Whispering Gallery-Mode) напоминает о знаменитой Шепчущей галерее в лондонском Соборе Святого Павла — и это неспроста. Галерея, расположенная прямо под куполом, известна тем, что вдоль ее стен даже тихий шепот распространяется так, что легко слышен из любой ее части. В акустике этот эффект хорошо известен: звуковая волна, распространяясь вдоль круглой стены, испытывает полное внутреннее отражение и, замыкаясь, формирует стоячую волну.

Аналогично работает и биосенсор WGM, правда, вместо акустических волн в нем используется электромагнитное излучение. Круглое «сердце» датчика образует микроскопическая стеклянная сфера, к которой по стекловолокну подводится свет лазера настраиваемой длины волны. Импульс его излучения закручивается вокруг сферы, как шепот в знаменитой галерее, покрывая ее целиком. И присутствие на ее поверхности любой вирусной частицы меняет параметры образующейся волны. Достаточно покрыть сферу наночастицами золота с размещенными на них белками, которые способны связывать те или иные конкретные вирусы, и если хоть одна такая частица задержится на поверхности, она будет мигом обнаружена.

Датчик уже запатентован и в настоящий момент дорабатывается для создания полноценного коммерческого продукта. Кроме того, разработчики трудятся над более совершенной версией, способной обнаруживать и идентифицировать отдельные белковые молекулы. Это было бы еще более серьезным подспорьем для диагностики болезней: сенсор даст докторам точную и быструю информацию об антителах, которые вырабатывает организм в ответ на инфекцию.

По пресс-релизу Polytechnic Institute of New York University