ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ С АПТАМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ БИОМАРКЕРОВ

1. Устройство для обнаружения специфической молекулы-мишени, или биомаркера, посредством определения изменения электрических свойств, включающее измерительный датчик (8), в состав которого входят:
проводящая или полупроводящая структура датчика (12), способная образовывать связь с биомаркером, вызывая изменение электрических свойств,
и система электродов (3), передающих сигнал от устройства;
в которое входит еще один датчик (9) устройства, в целом имеющий идентичную, но защищенную (“кэпированную”) структуру (14), предотвращающую образование связи с биомаркером и действующую как встроенный эталон.
2. Устройство по п.1, в котором кэппирование (установление защиты) произведено предварительным насыщением структуры датчика молекулой-мишенью или биомаркером.
3. Устройство по п.1, в котором структура датчика содержит олигонуклеотид, и кэппирование выполняется посредством связывания структуры датчика с комплементарным олигонуклеотидом.
4. Устройство по п.1, в котором кэппирование выполняется путем использования видоизмененной версии структуры датчика с рядом изменений в последовательности оснований, за счет чего блокируется распознавание биомаркера.
5. Устройство по п.1, в котором структура датчика (12) выполнена на полупроводниковой основе, покрытой молекулами, способными к соединению с биомаркером.
6. Устройство по п.5, в котором указанные молекулы являются аптамерами, предпочтительно, специфическими к нескольким биомаркерам-мишеням.
7. Устройство по п.5, в котором полупроводниковая основа имеет каркас из углеродных нанотрубок (УНТ).
8. Устройство по п.7, в котором к каркасу из УНТ присоединена нить ДНК, с которой связаны молекулы конъюгации.
9. Устройство по п.5, в котором полупроводниковая основа представляет собой ДНК-каркас, покрытый, например, ПВФ (поли-4-винилфенолом), Al (алюминием) или Si (кремнием), образующий “нанопроводник”, обеспечивающий улучшенное качество измерения электрических эффектов.
10. Устройство по п.7, в котором система электродов содержит пару встречногребенчатых электродов (3), между которыми расположена структура датчика.
11. Устройство по п.10, в котором электроды (3) содержат золотые или другие токопроводящие дорожки, расположенные с интервалом, большим, чем средняя длина УНТ.
12. Устройство по п.11, в котором дорожки отстоят относительно друг друга на 10-50 мкм.
13. Устройство по пп.1-12, имеющее подложку (2), на который сформированы датчики и электроды.
14. Устройство по п.13, в котором подложка выполнена из полимера, подобного ПЭТФ, ПЭН, ПВФ или ПЭГ.
15. Устройство по п.13, в котором подложка выполнена из кремния.
16. Устройство по п.13, имеющее два или более указанных измерительных датчиков, каждый - для отдельного специфического биомаркера.
17. Устройство по п.13, имеющее один или более контрольных и множество измерительных датчиков для многофакторного измерения одного биомаркера.
18. Устройство по п.13, в котором структуры датчиков выполнены на одной подложке (2).
19. Устройство по п.16, в котором по соотношению электрических свойств, измеренных по снятым с электродов биомаркеров показаниям, идентифицируют вещество.
20. Устройство по пп.1-12, в котором измеряемые электрические свойства представляют собой или включают в себя сопротивление, проводимость, емкость, импеданс или индуктивность и измеряются по сигналу постоянного тока или переменного тока высокой частоты.
21. Устройство по пп.5-9, в котором конъюгирующие молекулы ассоциированы с биомаркерами, генерируемыми под воздействием патологических процессов, таких как туберкулез, гепатит B или гепатит C, или возникающими из-за нарушения других биологических процессов в результате, например, воздействия вредных для живых организмов веществ, таких как зарин, VX или рицин.
22. Устройство по пп.1-12, встраиваемое в литой корпус (1), снабженный соответствующими электрическими разъемами и герметизируемый перед началом использования полимерной защитной пленкой.
23. Устройство по п.22, предусматривающее наличие разъема для интерфейса с считывающим устройством, которое выполняет расчеты по показаниям системы датчиков и выводит заключение или определяет диагноз.
24. Устройство по п.22, система электродов (3, 4) которого совместима с сопрягаемыми контурами (100-110), выполняющими сравнение сигналов от указанных двух структур датчиков для определения концентрации молекул-мишеней в пробе.
25. Устройство по п.24, предусматривающее проверку в начале работы годности взятого для исследования образца посредством контроля содержания электролита перед измерениями в процессе конъюгации (в случае образования связи).
26. Устройство по пп.1 и 22, предусматривающее использование программного обеспечения для автоматизированного сбора информации и обмена данными.
27. Способ анализа пробы на наличие молекулы-мишени или биомаркера, согласно которому проба проходит через спаренный детектор, состоящий из двух датчиков с идентичной структурой, предназначенных для соединения с мишенью, где структура одного из датчиков защищена от образования связи с мишенью и используется для контроля измерения, выполняемого структурой другого датчика.
28. Способ по п.27, согласно которому одновременно используют несколько пар измерительных (предварительно не сопряженных) и контрольных (предварительно сопряженных) электродов, где каждая пара функционализирована индивидуальной мишенью, благодаря чему для выявления молекулы-мишени могут быть проверены несколько разных идентификаторов.
29. Способ по п.27, согласно которому молекулы-мишени могут быть как биомаркерами заболеваний, так и идентификаторами взрывчатых веществ, наркотиков или других нежелательных молекул, например, боевых отравляющих веществ, таких как зарин, для чего структура датчика содержит аптамеры, нацеленные на образование связи с этими молекулами.
30. Способ по пп.27-29, согласно которому в результате измерения возникает электрический сигнал, который усиливается и передается, допустим, через мобильный телефон, из точки снятия измерений в полевых условиях на центральный пункт сбора данных.