Ученые НГУ создали прибор для испытания лекарств

В конце июля коллектив Лаборатории оптики и динамики биологических систем Физического факультета Новосибирского государственного университета получил патент на измеритель бокового светорассеяния для клеточных культур — специальный прибор, необходимый для дистанционного определения концентрации клеток в культуральном флаконе. То есть ученые смогут, не вынимая флакон из инкубатора и не нарушая целостность образца, получать необходимые данные, например, в процессе тестирования новых лекарств.

Когда клетки помещают в свежую питательную среду, после некоторого времени они начинают бурно делиться, а затем переходят в стационарное состояние, когда концентрация перестает меняться. После этого может наступить фаза вымирания. Для проведения экспериментов важно поймать стационарное состояние, когда клеток уже много, но они не заняты делением и пока еще не умирают. В этом может помочь наш прибор, именно для этого мы его и разрабатывали. Но есть и еще много потенциальных применений: например, в биотехнологиях важно следить за концентрацией микроорганизмов-продуцентов, — рассказал один из авторов разработки, заведующий лабораторией Александр Москаленский.

Работа изобретения основана на измерении рассеяния света суспензией клеток. Если само по себе это не новость, то дополнение в виде измерения зависимости интенсивности рассеяния от координаты вдоль лазерного луча — это новаторский подход. Он дает исследователям информацию по дополнительному параметру —декременту затухания луча, — который и позволяет оценить концентрацию клеток в культуре.  

Отличительная черта прибора, выделяющая его среди аналогов на российском рынке, — нацеленность на автономную и беспроводную работу в инкубаторе для клеточных культур. Это означает, что ему, в отличие от тех же портативных микроскопов, не требуются специальные приспособления для фиксации и передачи данных: клетки растут в обычном флаконе, а прибор в нужный момент времени получает информацию об их концентрации.  

Но отмечу, что текущая версия прибора протестирована только на калибровочных частицах, имеющих одинаковые и хорошо известные параметры, и работает для суспензионных культур клеток, то есть для тех, которые равномерно распределены по объему флакона. Однако многие клеточные культуры намного сложнее: они прикрепляются к дну флакона и растут на поверхности, их оптическая модель не всегда известна, а еще клетки разные по своим параметрам и меняются в процессе деления. Мы планируем в этом месяце начать испытания прибора с культурой Т-лимфоцитов, и, при необходимости, дорабатывать его, — подчеркнул Москаленский.

Как отмечают авторы разработки, можно настроить удаленный доступ к прибору. Успешный опыт у исследователей уже есть: в начале пандемии коллектив лаборатории работал дистанционно, а прибор (через компьютер с Bluetooth-модулем и доступом в интернет) выкладывал в облачное хранилище данные о текущей концентрации клеток в препарате.