Разработан нанобиосенсор для обнаружения атипичной пневмонии

Sep 05, 2023

27 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Ким-Астрид Магистер, Ассоциация немецких исследовательских центров имени Гельмгольца

Инфекционный и иммунный статус населения считаются ключевыми параметрами борьбы с пандемиями. Для этой цели большое значение имеет обнаружение антигенов и антител. Устройства, используемые в настоящее время для этой цели, — так называемые устройства для пунктов оказания медицинской помощи (POC) — являются одним из вариантов быстрого скрининга.

Однако их чувствительность нуждается в дальнейшем улучшении. Ученые из Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) добились успеха в таком усовершенствовании, разработав нанобиосенсор на основе золотых нанопроволок. Первоначально предназначенный только для обнаружения антигенов и антител, связанных с COVID-19, биосенсор также можно использовать для других биомаркеров.

К настоящему времени из многочисленных исследований известно, что для обнаружения SARS-CoV-2 так называемые тесты бокового потока POC (LFT) являются хорошей и точной альтернативой полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой, широко известной как тесты ПЦР. Многочисленные преимущества LFT перед ПЦР-тестированием включают быстрое обнаружение, тестирование на месте, низкую стоимость и работу без лабораторного оборудования.

Однако самым большим недостатком биосенсоров POC является то, что их чувствительность зависит от вирусной нагрузки. При высокой вирусной нагрузке чувствительность составляет сто процентов, тогда как при низкой вирусной нагрузке чувствительность может упасть ниже десяти процентов. Это может привести к ложноотрицательным результатам теста. Целью исследователей HZDR была разработка сенсорных систем, которые также можно было бы использовать для обнаружения низкой вирусной нагрузки, обеспечивая при этом быстрые и точные результаты.

Для этого доктор Лариса Барабан и ее команда из HZDR-Института радиофармацевтических исследований рака использовали нанопровода из золота, которые можно использовать для обнаружения различных биомолекул, таких как ферменты, белки и антитела.

Этот подход был объединен с электрохимической импедансной спектроскопией - методом, который дает информацию о различных процессах на границе раздела электрод-электролит, включая перенос заряда, диффузионный транспорт и образование двойного электрического слоя, а также о свойствах измерительной системы. Сюда входит стойкость раствора, а также шероховатость или пористость поверхности электрода.

«В нашей работе мы разработали наноскопический биосенсорный чип, состоящий из шести пар взаимосвязанных устройств из золотых нанопроволок, для обнаружения антигенов и антител SARS-CoV-2», — говорит Барабан о проекте.

«Это позволяет выявлять как антигены, ассоциированные с COVID-19, так и соответствующие антитела, которые появляются во время и после заражения вирусом. Мы предполагаем, что метод применим и к другим биомаркерам и патогенам. Функциональный слой, нацеленный на биомолекулу, должен быть модифицирован. соответственно для этой цели».

В настоящее время с представителями отрасли ведутся обсуждения и обсуждения того, как можно производить датчики в больших количествах с низкой себестоимостью.

Исследование опубликовано в журнале ACS Sensors.

Больше информации: Диана Исабель Сандовал Бохоркес и др., Импедиметрический нанобиосенсор для обнаружения антигенов и антител SARS-CoV-2, датчики ACS (2023). DOI: 10.1021/acsensors.2c01686

Информация журнала:Датчики СКУД