Каждый год вирусные и грибковые атаки приводят к потери до 30% урожая. Именно поэтому очень важно диагностировать болезнь растений на ранних стадиях. Но лабораторные анализы это довольно дорогое удовольствие и зачастую занимают довольно много времени. В настоящее время исследователи разрабатывают недорогой и быстрый тест для использования непосредственно в полевых условиях, сообщает «АгроНовости».
Фермер бросает обеспокоенный взгляд на свое картофельное поле: там, где только недавно росли пышные зеленые кусты, сейчас большая часть листвы стала коричневой – предположительно виной всему стало грибковое заболевание. Как правило, к тому времени, когда заболевание становится заметным и прогрессирует уже слишком поздно с ним бороться и фермер несет больше убытки. Чтобы определить заболевание на ранней стадии фермеру нужно регулярно относить образцы в лабораторию. Там, исследователи обычно используют метод ELISA, это обычные метод он основан на реакции антигена-антитела. «Это дорогостоящие тесты, но деваться фермеру некуда. К тому же чтобы узнать результат тестов фермеру надо ждать две недели. К тому времени, болезнь может распространиться на большой территории», говорит доктор Флориэн Шрепер из института молекулярной биологии и прикладной экологии IME Фраунгофер в Аахене, Германия.
Исследователи из IME сейчас работают над новым быстрым тестом, который должен обеспечить фермера недорогим и быстрым анализом прямо в поле. В основу теста лег магнитный считыватель разработанный учеными из Института Петера Грюнберга в научно исследовательском городке Юлих. У устройства есть несколько катушек возбуждения и обнаружения, выстраиваемых в парах. Катушки возбуждения генерируют высокое и низкочастотное магнитное поле, в то время как катушки обнаружения измеряют получающуюся смешанную область. Если магнитные частицы проникают через область, измерительный сигнал будет изменен. Результат показывают на дисплее, выраженном в милливольтах. Это позволяет делать выводы о концентрации магнитных частиц в поле.
Исследователи используют этот механизм для отслеживания патогенов. «То, что мы обнаруживаем, не является вирусом непосредственно, но магнитные частицы это связь вирусными частицами», отмечает Шрепер. Устройство, в первую очередь оснащено антителами, для того чтобы они состыковываться с патогенными микроорганизмами. Этот путь, по существу и есть вирусная частица, «прикрепленная» к каждой магнитной частице. Чтобы убедиться, что они находятся в пропорции один к одному, исследователи используют метод, который работает по принципу ELISA. Они вводят растительный экстракт в крошечную трубку фильтрации, заполненную полимерной матрицей, с которой были связаны определенные антитела. Когда растение проходит через трубу, вирусные частицы попадают в матрицу. После стадии очистки, эксперты добавляют магнитные частицы, модифицированные с помощью антител. Они, в свою очередь, соединяются с антигенами в матрице. Последующие стадии очистки удаляют все несвязанные частицы. Трубка помещается в магнитный считыватель для измерения концентрации магнитных частиц. Исследователи уже достигли отличных результатов в начальных тестах, включающих вирус виноградной лозы: измеренные значения достигла уровня чувствительности в десять раз больше, чем метод ELISA. Сейчас доктор Шрепер и его команда работает над расширением своих тестов для других патогенов, таких как спора грибка Aspergillus flavus.
Мобильная мини-лаборатория должна быть сделана более легкой в использовании для конечных пользователей, но пока она еще не готова для широкого применения в полевых условиях. Вместо того чтобы бороться с измерениями в милливольтах, фермеры должны иметь возможность смотреть показания на дисплее и непосредственно определять, насколько серьезный уровень заболеваемости у сельхозкультур. Если это возможно, ученые также хотят сократить количество аналитических шагов, а следовательно и общее время обнаружения заболевания.
