Создание микрофлюидного биосенсора для диагностики и типирования Mycobacterium tuberculosis

Обоснование. Несмотря на общую тенденцию к снижению заболеваемости впервые выявленными активными формами туберкулеза, в Российской Федерации ситуация с распространением данного заболевания остается чрезвычайно напряженной. При этом, зачастую, диагностика проводится по стандартной схеме, которая занимает порядка месяца и еще месяц занимает постановка тестов на лекарственную чувствительность. Таким образом, актуальным направлением является разработка новых методов диагностики и типирования микобактерий, а также внедрение данных разработок в практику. Большие возможности в этом направлении открывают современные разработки в области микрофлюидных технологий и безмаркерных биосенсоров. Цель исследования - разработка метода идентификации и типирования Mycobacterium tuberculosis с помощью микрофлюидного безмаркерного биосенсора на поверхностных оптических волнах в одномерном фотонном кристалле (ПВФК). Методы. В качестве ДНК-мишеней для типирования возбудителя туберкулеза подобраны и синтезированы олигонуклеотидные зонды. Для модификации рабочей поверхности биосенсора использовались водные растворы (3-аминопропил)триэтоксисилана, декстранов Leuconostoc mesenteroides и бычьего сывороточного альбумина. Эксперименты проводились с помощью ПВФК-биосенсора. Результаты. Подобраны последовательности детектирующих олигонуклеотидных зондов для сполиготипирования M. tuberculosis на платформе ПВФК-биосенсора. Проведена модификация их 3′-концов с целью создания протяженных одноцепочечных участков, не подверженных образованию вторичных структур и способствующих гибридизации с одноцепочечной ДНК-мишенью. Проведены эксперименты по модификации поверхности одномерного фотонного кристалла (ОФК) декстранами L. mesenteroides с различными функциональными группами с детекцией результатов модификации в реальном времени. Одновременная регистрация величины слоя приращения и объемного показателя преломления смеси исключает использование ячейки сравнения. Проведены эксперименты по детекции специфического связывания биотинилированных олигонуклеотидных зондов с модифицированной поверхностью ОФК. Заключение. Разработана методика дизайна зондов и предложена модельная система из олигонуклеотидов для детекции одноцепочечной ДНК с помощью ПВФК биосенсора. Апробирован метод модификации поверхности ОФК при помощи декстранов L. mesenteroides, позволяющий увеличить чувствительность детекции олигонуклеотидов ПВФК-биосенсором. Данный подход позволит расширить панель диагностических зондов, в том числе для выявления маркеров резистентности.