Наука в Сибири
N 3-4 (2189-2190)
Январь 1999 г.

КАК ОТПЕЧАТКИ ПАЛЬЦЕВ

Л.Юдина.

В Выставочном центре Сибирского отделения РАН внимание привлекла разработка Института химической кинетики и горения -- сканирующая проточная цитометрия. Это передовая оптическая технология исследования разнообразных сред, содержащих частицы.

Я попросила Валерия Павловича МАЛЬЦЕВА рассказать о сути работы, ее достоинствах и продвижении в практику.

-- Сканирующая проточная цитометрия представляет широкие возможности в распознавании частиц. Со скоростью до 600 частиц в секунду цитометр записывает индикатрису светорассеяния каждой. Эти сведения играют в распознавании частиц ту же роль, что и отпечатки пальцев в криминалистике. Аналогично спектру, характеризующему химическое вещество, индикатриса характеризует частицу.

Каждая частица имеет свою уникальную индикатрису, структура которой зависит от свойств частицы (размер, плотность, форма). Пролетая в потоке через сканирующий проточный цитометр, частица оставляет след. Специально разработанный алгоритм позволяет восстановить по нему свойства частицы и идентифицировать ее.

Одновременно с индикатрисой светорассеяния проточный цитометр измеряет флуоресценцию той же частицы.

Все эти возможности сканирующей проточной цитометрии могут быть использованы в биологии и медицине для многопараметрического анализа, при котором за одно измерение анализируется одновременно несколько компонент биологической жидкости (например, крови, сыворотки или плазмы, других биологических жидкостей, а также реакционных смесей, содержащих набор макромолекул и т.п.). Здесь можно исследовать как клеточные элементы, так и растворимые компоненты биологических жидкостей (белки, нуклеиновые кислоты, низкомолекулярные вещества). Для анализа растворимых компонент могут использоваться полимерные микрочастицы (латекс), носители специфического лиганда (например, моноклонального антитела или определенного антигена).

Многопараметрический анализ крови, проведенный на базе сканирующей проточной цитометрии, позволит с высокой точностью выявлять отклонения в формуле крови, появление в ней патогенных микроорганизмов, вирусных белков, онкогенов и др. Это открывает новые перспективы для ранней диагностики заболеваний человека, выявления тонких механизмов действия лекарственных препаратов, процессов восстановления организма в ходе лечения и прогностической оценки состояния здоровья человека.

Коллективом созданы три экспериментальные установки сканирующего проточного цитометра, которые проходят испытания в разных организациях: первая -- в Институте клинической иммунологии Сибирского отделения Медицинской академии наук (г.Новосибирск), вторая -- в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии "Вектор" (Кольцово, Новосибирска обл.), третья -- в отделении медицинской физики и химии Университета г.Турку (Финляндия). В настоящее время для разработки технологии одновременного многопараметрического анализа крови в Новосибирском регионе сложилась чрезвычайно благоприятная обстановка -- объединились физики, молекулярные биологи и медики. Совместно с сотрудниками Института клинической иммунологии СО РАМН проведены исследования устойчивости эритроцитов крови к внешним химическим воздействиям. Выявлены различные фазы эволюции эритроцитов, что может быть использовано при диагностике физических и биохимических свойств эритроцитов.

В ГНЦ ВБ "Вектор" исследовалась кинетика образования комплекса антиген-антитело на поверхности живых неразрушенных клеток, что представляет больший интерес, так как в результате взаимодействия клетки с антигеном запускается каскад специфических иммунных реакций. Антитела являются прообразом вируса, что дает возможность изучать взаимодействие вируса и клетки, использовать полученные знания в разработке диагностических методов.

Разработанная технология сканирующей проточной цитометрии вызывает повышенный интерес исследователей как со стороны физической оптики, так и со стороны медицины и биологии. Нами представлялись пленарные доклады на конференциях по биомедицинской оптике (Сан-Хосе, США), по характеризации частиц (Нюрнберг, ФРГ), по аналитической цитологии (Римини, Италия). Результаты опубликованы в престижных международных научных журналах. Технология запатентована в США. (С результатами научной деятельности группы проточной цитометрии можно ознакомиться в Интернете
( http://www.kinetics.nsc.ru/llpc/cyto/).

***

Работа завершена. Поиск продолжается...

На снимках:

-- Научный сотрудник Андрей Чернышев и руководитель группы старший научный сотрудник Валерий Мальцев. Оба кандидаты физико-математических наук.

-- Аспиранты Иван Суровцев и Петр Тарасов.

-- Студент Алексей Гусев и аспирант Александр Швалов работают на сканирующем проточном цитометре.

-- Где-то тут оставлены "отпечатки пальцев".

стр.