Учёные превратили CD-привод в биохимический анализатор

Специалисты из испанского института прикладной молекулярной химии (Institute of Applied Molecular Chemistry), центра нанофотоники Валенсии (Valencia Nanophotonics Technology Center) и университета Валенсии (Universidad Politécnica de Valencia) придумали дешёвый способ, позволяющий превратить обычный CD-привод в универсальную и очень точную биологическую и химическую лабораторию. Для проведения химического или биологического анализа по новой системе нужен специально подготовленный компакт-диск и также необходимо небольшое вмешательство в конструкцию CD-привода.

Авторы работы превратили прозрачный CD в био— и химический детектор, внедрив прямо в его поликарбонатную поверхность (с обеих сторон) специальный реагент, составленный из иммуноглобулина и прикреплённых к нему частиц золота либо энзимов. Этот реагент был размещён на нескольких отдельных участках.

Принцип работы системы несложен: при реакции веществ из исследуемого образца с иммуноглобулином возникают продукты, которые так или иначе меняют оптические свойства поверхности в данном месте, что легко замечается модифицированным CD-приводом. Специальная программа анализирует диск и определяет те или иные вещества на его поверхности.

Авторы эксперимента снабдили оптический привод дополнительным линейным фотодиодом и фотосенсором, и ещё — небольшой схемкой, конвертирующей аналоговый сигнал с них в цифровую форму. Эта схема позволяет при быстром вращении диска мгновенно определять на нём рабочие участки с нанесёнными биологическими реагентами и оцифровывать данные только с них, а не с остальной поверхности (что превратило бы результаты анализа в бессмыслицу).

Причём создание на одном диске нескольких участков с различными реагентами позволило детектировать в образце наличие разных веществ. Концентрация этих соединений также легко устанавливается, поскольку она влияет на степень изменения прозрачности диска.

Изобретение испанцев может использоваться как в лабораториях (в качестве системы для дешёвых и быстрых тестов биологических или химических образцов), так и дома, поскольку на основе этого принципа можно создать специальный диск, скажем, для проверки состояния здоровья. Тот же принцип пригодится и для анализа химических загрязнений образцов.

Авторы новации отмечают, что стоимость такой биохимической лаборатории на столе ничтожна, используемая электроника — несложна, но вместе с тем чувствительность этого метода анализа оказалась крайне высока.

Так, для проверки своей идеи испанцы создали из обычного CD диска индикатор загрязнений. Затем на него нанесли тестовый раствор и поместили в дисковод. Через час анализа компьютер определил наличие в предложенном образце трёх вредных веществ: 2,4,5-трихлорфеноксипропионовой кислоты, хлорпирифоса и метолахлора, причём — в концентрации всего от 0,02 до 0,62 микрограмма на литр.

По материалам: Membrana