Способ получения биосенсоров (варианты)

Изобретение относится к области биосенсорики и касается способов получения биосенсоров. Способ включает получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения. По одному варианту в качестве чувствительных клеток используют клетки, выращенные в клеточных культурах, приготовленных из рецепторных клеток животных. По другому варианту в качестве чувствительных клеток используют рецепторные клетки, функционально аналогичные рецепторным клеткам животных, выращенные в клеточных культурах из стволовых клеток животных. В качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения. В результате повышается чувствительность, точность и достоверность детектирования возбуждения, расширяется номенклатура контролируемых видов возбуждений. Предложенное изобретение может быть применено как для исследовательских целей, так и в промышленном производстве. 2 н. и 12 з.п.ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области биосенсорики и касается способов получения биосенсоров, предназначенных для методов детектирования различных видов излучения, в частности электромагнитного, а также для регистрации различных химических и биологических веществ в анализируемых средах, и может быть применено как для исследовательских целей, так и в промышленном производстве.

Уровень техники

Общепризнанно, что важной основой технического усовершенствования в областях естественных, медицинских и технических наук является миниатюризация сенсорных устройств, а также увеличение быстродействия и повышение их чувствительности к определяемому параметру. Однако же длительное время эта задача являлась трудноразрешимой в силу отсутствия относительно недорогих устройств и методов их эксплуатации, работающих в широком диапазоне температур, включая физиологический.

Известен способ определения "токсичности" отдельных веществ и сточных вод (Тест токсичности на Chlamydomonas // Унифицированные методы исследования качества воды. М.: СЭВ, 1983, с.201-208). В качестве тест-организма (биосенсора) используется чистая культура Chlamydomonas gelatinosa. Способ основан на изучении влияния токсических веществ на размножение Chlamydomonas gelatinosa. Для этого готовят образцы растворов различной концентрации исследуемых токсических веществ в стандартной питательной среде и две контрольные колбы со стандартным питательным раствором без добавления токсического вещества. Затем в подготовленные исследуемые и контрольные образцы вносят одинаковые объемы исходной суспензии культуры Chlamydomonas gelatinosa. Сосуды с исследуемыми и контрольными образцами помещают в шкаф с люминесцентным освещением, выдерживают в течение 21 суток, просматривая колбы и подсчитывая организмы в счетной камере каждые вторые сутки. Результаты подсчетов сравнивают с ранее созданными табличными данными. Для наглядности отображения цифровых данных строят различные графики. В расчет принимаются только неповрежденные организмы.

Основной недостаток способа оценки результатов токсикологических исследований заключается в том, что каждый организм реагирует индивидуально на присутствие токсического вещества. Следовательно, результат экспериментов часто зависит не только от концентрации токсического вещества и условий опыта, но и от присутствия в испытуемой группе индивидуумов с различной чувствительностью.

Известна также биосенсорная система для определения 2,4-динитрофенола и ионов нитрита в водных средах, содержащая четыре биосенсора, преобразователями которых являются погруженные в проточные, соединенные между собой измерительные ячейки электроды Кларка, в качестве биорецепторов первый и третий биосенсоры содержат клетки Rhodococcus erythropolis HL PM-1, иммобилизованные на носителе, четвертый биосенсор - клетки бактерий Nitrobacter vulgaris DSM 10236, иммобилизованные на носителе, второй биосенсор включает реактор колоночного типа с иммобилизованными на носителе клетками бактерий Rhodococcus erythropolis HL PM-1 в качестве биорецептора, при этом электрод Кларка второго биосенсора размещен на выходе реактора (RU 2207377, С 12 Q 1/02, 2003.06.27).

В работе (Huang, et al. Trends in Anal. Chem. 14(4) 158(1995) описывается статический электрохимический метод и электрод для мониторинга биохимического состояния отдельных клеток. Метод требует изготовления и ручного позиционирования контрольного и рабочего электродов внутри живой клетки. Метод был использован для детекции инсулина, оксида азота и глюкозы внутри и снаружи отдельных клеток. Метод сложен и ограничен обязательным использованием внутриклеточных восстановительных биохимических реакций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ производства биосенсоров, включающий получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения (US 6,377,721, G 01 N 21/00, 23.04.2002). В известном способе описаны некоторые методы использования клеток, нанесенных на чип, для детекции в анализируемых средах тех или иных химических веществ. Важно, что в этом случае улавливание сигнала, поступающего от чувствительной клетки, осуществляется с помощью детекции флуоресцентного излучения. Клетки перед нанесением на чип претерпевают генно-инженерные модификации, в результате которых в клетки вводят новые гены, кодирующие флуоресцирующие или обуславливающие изменение оптических характеристик среды белки. Клетки в этом случае также могут быть дополнительно модифицированы таким образом, чтобы сигнал, на детекцию которого направлено описываемое устройство, запускал активность гена флуоресцирующего или обуславливающего изменение оптических характеристик среды белка либо же самого этого белка с последующим испусканием флуоресцентного излучения и/или изменением оптических характеристик среды. Эти события, в свою очередь, детектируются внешними светочувствительными устройствами, связанными с каждой конкретной клеткой или ячейкой, в которой находится каждая конкретная клетка, с помощью светопроводящих волокон.

Хотя многие известные методы получения биосенсоров предоставляют собой инструменты для работы с нанесенными на чип как одиночными клетками, так и клеточными популяциями, для мониторинга клеточного ответа на измеряемые сигналы, но ни один из известных методов получения биосенсоров не подразумевает использования полученных из клеточных культур, в том числе и культур стволовых клеток, эукариотических интактных или генетически модифицированных рецепторных клеток как первичных детекторов сигнала.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание и разработка вариантов способа получения биосенсоров, обладающих улучшенными характеристиками.

В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся в повышении чувствительности, точности и достоверности детектирования возбуждения, расширение номенклатуры контролируемых видов возбуждений.

Данные технические результаты по одному варианту настоящего изобретения достигаются тем, что в способе производства биосенсоров, включающем получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения, в качестве чувствительных клеток используют клетки, выращенные в клеточных культурах, приготовленных из рецепторных клеток животных, причем в качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения.

По другому варианту в способе производства биосенсоров, включающем получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения, в качестве чувствительных клеток используют рецепторные клетки, функционально аналогичные рецепторным клеткам животных, выращенные в клеточных культурах из стволовых клеток животных, причем в качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения.

Отличительная особенность настоящего изобретения по одному варианту заключается в том, что в качестве чувствительных клеток используют клетки, выращенные в клеточных культурах, приготовленных из рецепторных клеток животных, причем в качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения. Отличие другого варианта состоит в том, что в качестве чувствительных клеток используют рецепторные клетки, функционально аналогичные рецепторным клеткам животных, выращенные в клеточных культурах из стволовых клеток животных. Детектирование сигнала возбуждения биосенсором включает в себя улавливание специфического сигнала тем или иным типом чувствительных клеток, которые генерируют разницу потенциалов электрического поля. Разница потенциалов усиливается стандартным оборудованием. Биосенсоры могут быть использованы в научных целях, в экологическом мониторинге и в промышленности для изготовления высокочувствительных детекторов различных видов возбуждения, например спектров электромагнитного излучения, а также для быстрого определения концентрации определенных химических веществ в анализируемых средах. Очевидно, что в зависимости от диапазона частот электромагнитного излучения, в зависимости от конкретных контролируемых химических или биологических веществ и т.п., осуществляют выбор соответствующих чувствительных клеток. При этом чувствительные клетки, получаемые в соответствии с настоящим изобретением и выращенные в клеточных культурах, способны практически к неограниченному размножению.

Для повышения чувствительности при детектировании возбуждения чувствительные клетки подвергают генно-инженерной модификации, например путем введения в них экзогенных нуклеиновых кислот.

После получения чувствительных клеток в соответствии с настоящим изобретением, по крайней мере, одну чувствительную клетку наносят в ячейку носителя, который предпочтительно выполняют на силиконовой основе, предпочтительно в форме лунки. Лунка имеет диаметр от 1 до 200 мкм и объем от 1 фемтолитра до 5 нанолитров.

Перечень фигур чертежей

На чертеже показана общая схема устройства, применяющего биосенсор, полученного с использованием настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Устройство, реализующее способ в соответствии с настоящим изобретением, содержит биосенсор 1, содержащий чувствительные клетки 2, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения 3. Чувствительные клетки могут быть выращены в клеточных культурах, приготовленных из рецепторных клеток животных. В качестве чувствительных клеток 2 могут быть использованы также рецепторные клетки, функционально аналогичные рецепторным клеткам животных, выращенные в клеточных культурах из стволовых клеток животных. В качестве внешнего устройства использован приемник 4 электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой 2 при детектировании возбуждения 3. Чувствительные клетки 2 целесообразно располагать в ячейках 5, которые расположены на носителе 6. Приемник 4 может содержать в своем составе любые известные блоки, оптимизирующие прохождение и обработку электрического сигнала: усилитель, калибратор, блок памяти, блок сравнения и т.п. Выход приемника 4 соединен с устройством 7 визуальной индикации, которое, в принципе, может быть объединено с приемником 4.

Практическая реализация настоящего изобретения проиллюстрирована следующими примерами:

Пример 1. Создание биосенсора на основе иммортализованной культуры клеток инфракрасных рецепторов из ямкового органа змей для детектирования теплового излучения.

Некоторые виды змей обладают особым рецепторным органом, позволяющим им улавливать разницу температур с точностью до 0,003 градуса Цельсия. Данный орган, названный ямковым (англ. pit organ), обеспечивает животным объемное видение излучающих тепло объектов, что необходимо змеям при выслеживании добычи в темноте. Исследования показали, что термочувствительность в этом случае обеспечена слоем особых чувствительных клеток нервной ткани, выполняющих функции инфракрасных рецепторов (Jones BS, Lynn WF, Stone МО (2001). Thermal modeling of snake infrared reception: evidence for limited detection range. J Theor Biol. Mar 21;209(2):201-211).

В соответствии с настоящим изобретением на основе таких чувствительных клеток может быть создан биосенсор высокого разрешения для измерения теплового излучения. Для этого из организма представителя ямкоголовых змей (например, щитомордник Палласа лат.: Agkistrodon halys halys) препаративно выделяется ямковый орган. Полученные ткани измельчаются и используются для создания первичной культуры клеток нервной ткани согласно условиям, описанным в работах (Ren D, Miller JD. Primary cell culture of suprachiasmatic nucleus. Brain Res Bull. 2003 Sep 30; 61(5):547-53; Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Boyde A, DenBesten P, Robey PG, Shi S. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002 Aug;81(8):531-5), с использованием стандартных сред и сывороток для выращивания нейроннных культур (например, комбинация сред DMEM и OPTIMEM с добавлением телячьей зародышевой сыворотки, а также фактора роста нейронов NGF (англ.: nerve growth factor). Клетки первичной культуры иммортализуют, то есть делают способными к нелимитированному количеству делений.

Для этого их подвергают генно-инженерным модификациям. С помощью, например, электропорации, липофиктиновой трансфекции или вирусного вектора в клетки вносится экзогенная ДНК, содержащая ген каталитической субъединицы теломеразы человека под цитомегаловирусным промотером, под контролем индуцируемого ТЕТ оператора, а также ген-репортер (например, зеленый флуоресцирующий белок, англ.: green fluorescent protein, GFP) и стандартную кассету устойчивости к антибиотику неомицину. После широко применяемой процедуры отделения клеток со встроенной в геном вышеописанной конструкцией запускается активность гена каталитической субъединицы теломеразы, что обеспечивает иммортализацию клеточной культуры. Более подробно этот способ иммортализации клеточных линий описан в работе (Egorov ЕЕ, Terekhov SM, Vishniakova KhS, Karachentsev DN, Kazimirchuk EV, Tsvetkova TG, Veiko NN, Smirnova TD, Makarenkov AS, EI'darov MA, Meshcheriakova luA, Liapunova NA, Zelenin AV. Telomerization as a method of obtaining immortal human cells preserving normal properties. Ontogenez. 2003 May-Jun; 34(3):183-92).

С помощью выращивания культуры в переменном электрическом поле добиваются дифференцировки делящихся клеток в рецепторные клетки с нормальной морфологией (отслеживается микроскопически согласно (Hirosawa К. Electron microscopic observations on the pit organ of a crotaline snake Trimeresurus flavoviridis. Arch Histol Jpn. 1980 Feb; 43(1):65-77). Такие клетки переносят в лунки силиконового носителя, соединенного с внешним приемником электрического сигнала, и выращивают в стандартных питательных средах (как описано в работе (Fan YW, Cut FZ, Hou SP, Xu QY, Chen LN, Lee IS (2002). Culture of neural cells on silicon wafers with nano-scale surface topograph. J Neurosci Methods. Oct 15; 120(1):17-23). При детектировании измеряемого сигнала (теплового излучения) регистрируется собственная электрическая активность полученных в культуре термочувствительных клеток. Такая активность улавливается и усиливается внешним устройством. Перед использованием биосенсора его необходимо откалибровать в термостатируемом объеме (в данном примере, повышая температуру от 10 до 40 градусов Цельсия, с шагом в 0,1 градус Цельсия). В модельных экспериментах биосенсор точно детектирует температуру окружающей среды в физиологическом диапазоне температур, а также приближение и удаление нагретых объектов.

Пример 2. Создание на основе культуры стволовых клеток светочувствительных рецепторов зеленой мартышки биосенсора для детектирвания электромагнитного излучения в видимой части спектра.

Структура глаза, то есть светочувствительного органа зеленой мартышки, хорошо изучена анатомически. Слой светочувствительных клеток сетчатки глаза выделяется препаративно, после чего получают первичную культуру таких клеток (аналогично методике примера 1). Стволовые клетки получают путем последовательного пересевания клеток, изначально полученных из первичной культуры, в течение 6 месяцев. Альтернативно, отбор стволовых клеток может осуществляться как позитивно окрашенной фракции при гибридизации с антителами на маркерные белки: Oct-4, Nanog, MELK, Tuj-1, Nestin, GFAP и др. (подробно описано в работах: Maye P, Becker S, Siemen H, Thorne J, Byrd N, Carpentino J, Grabel L. Hedgehog signaling is required for the differentiation of ES cells into neurectoderm. Dev Biol. 2004 Jan 1; 265(1):276-90; Schwartz PH, Bryant PJ, Fuja TJ, Su H, O'Dowd DK, Klassen H. Isolation and characterization of neural progenitor cells from post-mortem human cortex. J Neurosci Res. 2003 Dec 15; 74(6):838-51). Отобранные стволовые клетки выращивают в культурах аналогично примеру 1 в селективных условиях, обуславливающих дифференцировку стволовых клеток в фоторецепторные клетки (выращивание в переменном электрическом поле в присутствии стандартных факторов дифференцировки). Морфология получаемых клеток при этом исследуется микроскопически. Подготовленные чувствительные клетки далее помещаются на носитель, соединенный с внешним устройством (аналогично примеру 1). Перед работой техническую часть биосенсора также необходимо откалибровать, варьируя в темном объеме мощность поступающего светового излучения и его спектральные характеристики.

Пример 3. Создание на основе культур стволовых клеток вкусовых рецепторов крысы биосенсора для детектирования химических веществ в определяемых жидких средах.

Из языка крысы препаративно выделяется первичная культура клеток, обогащенная клетками обонятельных рецепторов. Линии стволовых клеток выделяются из первичной культуры аналогично методу, описанному в примере 2. Стволовые клетки, продифференцировавшиеся в клетки вкусового рецептора, определяются морфологически с помощью методов световой и электронной микроскопии (см., например, Mandairon N, Jourdan F, Didier A. Deprivation of sensory inputs to the olfactory bulb up-regulates cell death and proliferation in the subventricular zone of adult mice. Neuroscience. 2003; 119(2):507-16). Аналогично примеру 1 и примеру 2 подготовленные чувствительные клетки помещаются в ячейки с питательной средой в составе носителя, соединенного с внешним устройством. Как и в предыдущих примерах, регистрируется собственная электрическая активность чувствительных клеток. Калибровка биосенсора несколько более сложна, чем для двух предыдущих примеров, поскольку используемые чувствительные клетки содержат сложные ансамбли рецепторных молекул, каждая из которых отвечает за рецепцию особой группы химических веществ. Таким образом, потомки различных стволовых клеток могут обладать различным репертуаром чувствительности. Поэтому следует не допускать неконтролируемого смешения чувствительных клеток - потомков разных стволовых клеток в составе одного биосенсора. Калибровка проводится с помощью добавления в жидкую среду, в которую помещен биосенсор, индивидуальных веществ или смесей химических веществ, обуславливающих "горький", "кислый", "соленый" и т.д. спектры ощущений, либо же веществ, обладающих резким или раздражающим запахом.

Пример 4. Создание на основе модифицированных методами генной инженерии культур стволовых клеток обонятельных рецепторов собаки биосенсора для детектирования химических веществ в определяемых средах.

На настоящий момент охарактеризовано значительное количество генов белков, на молекулярном уровне обуславливающих чувствительность к запахам. При этом, как правило, каждый ген необходим для оптимальной рецепции строго специфичного набора химических веществ в среде (Lewcock JW, Reed RR. Neuroscience. ORs rule the roost in the olfactory system. Science. 2003 Dec 19; 302(5653):2078-9). В связи с этим настоящее изобретение может быть применено для создания биосенсоров с повышенным относительно исходных рецепторных клеток сенсорным потенциалом.

В данном примере для этого выделяется культура стволовых клеток обонятельных рецепторов собаки (аналогично примеру 3). Полученные стволовые клетки подвергают затем генно-инженерным модификациям, в результате которых они приобретают дополнительные копии генов рецепторных белков. Для этого используются конструкции, описанные в примере 1, отличающиеся тем, что вместо гена каталитической субъединицы фермента теломеразы несут гены белков обонятельных рецепторов. Аналогично примеру 3 добиваются дифференцировки получаемых модифицированных стволовых клеток в зрелые клетки обонятельных рецепторов, при этом состояние клеток отслеживают микроскопически или с помощью методов иммуногистохимии согласно (Menco ВР. Qualitative and quantitative freeze-fracture studies on olfactory and nasal respiratory epithelial surfaces of frog, ox, rat, and dog. II. Cell apices, cilia and microvilli. Cell Tissue Res. 1980; 211(1):5-29; Dennis JC, Allgier JG, Desouza LS, Eward WC, Morrison ЕЕ. Immunohistochemistry of the canine vomeronasal organ. J Anat. 2003 Sep; 203(3):329-38).

Нанесение подготовленных клеток на носитель и калибровка биосенсора осуществляются аналогично примеру 3 с использованием широкого диапазона химических веществ, которые могут быть добавлены как в жидкую среду, тонким слоем покрывающую чувствительные клетки биосенсора, так и в замкнутый объем газообразной среды, по возможности минимальный, в который помещают чувствительные ячейки биосенсора. В последнем случае следует увеличить время экспозиции определяемых компонентов для прохождения их диффузии через тонкий слой покрывающей чувствительные клетки жидкой среды.

Создание нового поколения сенсорных устройств, основанных на использовании биологических рецепторов и/или их частей для детекции поступающих сигналов, является актуальной задачей биотехнологии. Такие сенсоры могли бы сочетать компактность, высокую чувствительность и экологическую безопасность с работой в стандартном диапазоне температур и относительной недороговизной. Биосенсоры могли бы использоваться в научных, бытовых целях, а также для детекции различных видов электромагнитного излучения и наличия в анализируемых средах тех или иных химических веществ. Развитие нанотехнологий позволяет создание технических средств, эффективно получающих, усиливающих, преобразующих и передающих сигналы от отдельных рецепторных клеток. Будучи организованы в упорядоченную структуру, такие ячейки являлись бы сенсорным устройством с чувствительностью, заданной выбором использованных клеток-рецепторов. Вместе с тем, существующие в этой области подходы ограничены использованием рецепторов, взятых непосредственно от организма-донора, без возможности искусственной наработки клеток-рецепторов из воспроизводящихся клеточных культур. В настоящем изобретении охарактеризован оригинальный метод получения рецепторных клеток для создания биосенсоров с использованием культур линий стволовых клеток, а также генетически модифицированных линий и/или иммортализованных клеточных линий.

Таким образом, способы по настоящему изобретению могут быть свободно реализованы с использованием известных знаний, технологий и оборудования. Действительно, в настоящее время в мировой науке достигнуты большие успехи в области выделения и длительного культивирования вне организма стволовых клеток, которые могут развиваться практически в любые специализированные клетки, в том числе и в рецепторные клетки нервной ткани, и в конечном итоге давать требуемые для трансплантации клетки, ткани, а в отдаленной перспективе и целые органы (Benninger F, Beck H, Wernig M, Tucker KL, Brustle O, Scheffler В (2003). Functional integration of embryonic stem cell-derived neurons in hippocampal slice cultures. J Neurosci. Aug 6; 23(18):7075-7083; Arsenijevic Y (2003). Mammalian neural stem-cell renewal: nature versus nurture. Mol Neurobiol. Feb; 27(1):73-98). Однако в настоящее время проблема стволовых клеток рассматривается главным образом с точки зрения медицинского использования. Существенно, что с появлением нанотехнологий стало возможным создание технических средств, соразмерных масштабу клетки (Xie Y, Sproule T, Li Y, Powell H, Lannutti JJ, Kniss DA (2002). Nanoscale modifications of in attachment and growth of mammalian epithelial and mesenchymal cells in vitro. J Biomed Mater Res. 2002 Aug; 61(2):234-245). Кроме того, разработаны методы культивирования культур клеток, в том числе и нервной ткани, на силиконовых наночипах (Fan YW, Cui FZ, Hou SP, Xu QY, Chen LN, Lee IS (2002). Culture of neural cells on silicon wafers with nano-scale surface topograph. J Neurosci Methods. Oct 15; 120(1):17-23).

Способ по настоящему изобретению промышленно применим, что подтверждается следующими примерами.

Некоторые виды змей обладают особым рецепторным органом, позволяющим им улавливать разницу температур с точностью до 0,003 градуса Цельсия. Вместе с тем, данный орган, названный ямковым (англ. pit organ), обеспечивает животным объемное видение излучающих тепло объектов, что необходимо змеям при выслеживании добычи в темноте. Исследования показали, что термочувствительность в этом случае обеспечена слоем особых чувствительных клеток нервной ткани, выполняющих функции инфракрасных рецепторов (Jones BS, Lynn WF, Stone МО (2001). Thermal modeling of snake infrared reception: evidence for limited detection range. J Theor Biol. Mar 21; 209(2):201-211).

В соответствии с настоящим изобретением на основе таких чувствительных клеток создан биосенсор высокого разрешения для измерения теплового излучения. Важно, что чувствительность такого биосенсора на порядок превышает чувствительность существующих термосенсорных устройств: 0,01-0,03 градуса Цельсия. По описанной в настоящем изобретении модели (см. Пример) было создано и откалибровано сенсорное устройство, действительно обладающее по крайней мере в 15 раз повышенной чувствительностью в сравнении со стандартными, используемыми в технике термосенсорами.

Различные типы термосенсорных клеток змей (а также термосенсорные клетки различных видов змей), как правило, обладают чувствительными молекулами с различными спектрами поглощения в инфракрасной области. При этом спектры достаточно узки для того, чтобы можно было однозначно детектировать ту или иную часть инфракрасной области. На этом принципе основывается создание биосенсора цветного тепловидения. Выращенные по методике в соответствии с настоящим изобретением (см. Пример 1) культуры термосенсорных клеток с различными спектрами возбуждения подсоединяли к считывающему устройству, сопоставляющему сигнал от того или иного типа клеток определенного цвета. При детекции возбуждения получили цветной сигнал, свидетельствующий о присутствии теплового излучения тех или иных длин волн и об их доле в общем потоке. Устройство, реализующее данную методику, является первым цветовым тепловизором на основе биосенсоров.

Таким образом, технологии в соответствии с настоящим изобретением открывают чрезвычайно широкие возможности создания высокоточной и чувствительной техники нового поколения, сочетающей в себе потенциалы современной биотехнологии, нанотехнологии и информатики. Эти возможности еще более расширяются в связи с возможностями генно-инженерных модификаций стволовых клеток, которые могут позволить многократное усиление природной чувствительности рецепторных клеток, за счет введения новой генетической информации в клетки-предшественники сенсорных клеток.

1. Способ производства биосенсоров, включающий получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения, отличающийся тем, что в качестве чувствительных клеток используют клетки, выращенные в клеточных культурах, приготовленных из рецепторных клеток животных, причем в качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что чувствительные клетки подвергают генно-инженерной модификации.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что генно-инженерную модификацию осуществляют путем введения в чувствительные клетки экзогенных нуклеиновых кислот.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по крайней мере, одну чувствительную клетку наносят на ячейку носителя.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что ячейку носителя выполняют на силиконовой основе.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что ячейку носителя выполняют в форме лунки.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что лунка имеет диаметр от 1 до 200 мкм и объем от 1 фемтолитра до 5 нанолитров.

8. Способ производства биосенсоров, включающий получение чувствительных клеток, сигналы от которых регистрируются внешним устройством при детектировании возбуждения, отличающийся тем, что в качестве чувствительных клеток используют рецепторные клетки, функционально аналогичные рецепторным клеткам животных, выращенные в клеточных культурах из стволовых клеток животных, причем в качестве внешнего устройства используют приемник электрического сигнала, генерируемого чувствительной клеткой при детектировании возбуждения.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что чувствительные клетки подвергают генно-инженерной модификации.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что генно-инженерную модификацию осуществляют путем введения в чувствительные клетки экзогенных нуклеиновых кислот.

11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что, по крайней мере, одну чувствительную клетку наносят на ячейку носителя.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что ячейку носителя выполняют на силиконовой основе.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что ячейку носителя выполняют в форме лунки.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что лунка имеет диаметр от 1 до 200 мкм, и объем от 1 фемтолитра до 5 нанолитров.