Электрохимические датчики измеряют изменения электрического тока при взаимодействии целевой молекулы с ферментом — по такому принципу работают портативные глюкометры для контроля уровня сахара в крови. В MIT датчики создаются с использованием недорогих электродов из листового золота, ламинированных на пластик. ДНК крепится к этим электродам с помощью серосодержащей молекулы под названием тиол.

В 2021 году исследователи показали, что эти сенсоры могут обнаруживать генетический материал вирусов, таких как ВИЧ и вирус папилломы человека (ВПЧ). Для определения цели используется направляющая РНК, связанная с ферментом Cas12 из семейства CRISPR. При связывании с целевой последовательностью Cas12 активируется и неспецифически разрезает ДНК на электроде, что приводит к изменению электрического сигнала, фиксируемого потенциостатом.

Главной проблемой было то, что ДНК на электроде быстро разрушалась, и датчики требовали хранения в специальных условиях. Кроме того, ДНК приходилось наносить непосредственно перед использованием. В новом исследовании ученые повысили стабильность сенсоров, покрыв ДНК полимером поливинилового спирта. Эта недорогая (менее 1 цента) защитная пленка образует барьер, предотвращающий разрушение ДНК и позволяет хранить датчики до двух месяцев даже при температуре 65°C.

Благодаря этому решению исследователям удалось обнаружить ген рака простаты PCA3 после длительного хранения датчиков в неблагоприятных условиях. Они планируют расширять применение технологии для диагностики инфекционных заболеваний, таких как ВПЧ или ВИЧ, и запустить стартап для вывода продукта на рынок.

Производство датчиков обходится всего в 50 центов, что особенно важно для регионов с низкими ресурсами. Эти устройства можно использовать не только в клиниках, но и дома или в удалённых районах, где нет условий для хранения медицинских приборов.