Оптические методы детектирования единичных биомолекул: визуализация, сенсорика, секвенирование молекул ДНК

Успехи физических наук. 2024. Т. 194. № 11. С. 1130–1145.

Мелентьев П. Н., Калмыков А. С., Гритченко А. С., Шеметьева М. П., Сафонова А. М., Марков М. С., Балыкин В. И., Букатин А. С., Ваулин Н. В., Белов Д. А., Евстрапов А. А., Баклыков Д. А., Андрияш А. В., Барбашева А. А., Кугук А. К., Рыжков В. В., Родионов И. А., Кудрявцев Д. С., Можаева В. А., Сон Л. В., Цетлин В. И., Хлебцов Б. Н., Кобзев М. С., Кузнецова Ю. О., Шарипов Б. Т., Яшкин А. С., Алексеев Я. И.

Представлен краткий обзор достигнутого уровня оптических методов детектирования единичных молекул в биомедицинских приложениях. Показано, что регистрация флуоресценции единичных молекул красителей, ковалентно связанных с антителами (биомолекулами), совместно с использованием современных методов нанофотоники может быть применена для решения различных задач в биологии и медицине: визуализации биомолекул, токсинов, вирусных частиц, определения ультранизких концентраций аналитов напрямую во взятой пробе, без использования методов повышения концентрации аналита, оптического одномолекулярного секвенирования молекул ДНК. Приведено обсуждение существующих физических ограничений методов оптического детектирования и счёта единичных молекул, их влияния на решение существующих проблем биологии, медицины, генетики.

Ключевые слова: наноплазмоника и нанофотоника