Alla som har upplevt en vass svep i näsan och en spänd, isolerad väntan på resultat kommer säkert att vara intresserad av ett smärtfritt COVID-test med ett snabbt resultat levererat på några minuter, inte dagar.

En ny studie ledd av University of Canterbury (UC) forskare vid Biomolecular Interaction Centre, tillsammans med Callaghan Innovations Protein Science and Engineering-team och MacDiarmid Institute-forskare från Massey University, har visat att det kan vara möjligt att upptäcka covid-19 på så lite som fem minuter, tack vare ett enkelt utandningstest.

"Vi har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för att detektera covid-19 virala proteiner som är tillräckligt känsliga och exakta för att direkt detektera coronaviruspartiklar på biologiskt relevanta nivåer, speciellt i utandnings- eller salivprover, " säger tidningens medförfattare, UC biokemist Docent Deborah Crittenden.

Den nya vetenskapliga artikeln, "Optisk detektion av CoV-SARS-2 virala proteiner till sub-pikomolära koncentrationer, " publicerades nyligen i ACS Omega , en tidskrift från American Chemical Society.

Docent Crittenden, vid UC:s skola för fysikaliska och kemiska vetenskaper, samlade MacDiarmid Institutes expertis i att känna av mätningar, Callaghan Innovations förmåga att göra målproteinet, och biokemisk analyskompetens hos forskare inom UC:s Biomolecular Interaction Centre.

Resultatet är ett principbevis för ett nytt covid-avkänningstest som dramatiskt kan minska omloppstiderna för testning, och öka volymen av tester som kan utföras.

"Till skillnad från andra föreslagna COVID-andningstestningstekniker, det här testet detekterar direkt covid-spikproteinantigenet och förväntas därför vara lika exakt som det nuvarande laboratoriebaserade tillvägagångssättet, " säger Dr Crittenden.

Forskningen motiverades och möjliggjordes av covid-19-pandemin, eftersom det gjorde det möjligt för resurser som skulle ha allokerats någon annanstans att riktas till studien, efter den nationella låsningen i mars och april 2020.

"Över lockdown, vi började brainstorma hur vi kunde anpassa befintliga biomolekylära avkänningsmetoder för att upptäcka covid. Den viktigaste insikten är att du behöver ett "igenkänningselement" som specifikt och selektivt binder till en del av viruset - i vårt fall, spikproteinet, " säger Dr Crittenden.

"Det första vi försökte var en del av ACE2-receptorn som viruset är känt för att binda till men det var för svårt att göra tillräckligt av det. Vi upptäckte sedan en artikel i litteraturen om icke-spiralformade DNA-sekvenser som utvecklades för att binda till spikeproteinet, och sedan byggt in dem i en rad olika avkänningssystem, och testade hur bra de fungerade."

Vad betyder detta för covid-detektering i Nya Zeeland?

"Om den utvecklas och kommersialiseras, vi skulle kunna ha en nästan omedelbar användnings-/vård-covid-testning med samma noggrannhet som nuvarande labbtester av guldstandard. Man skulle kunna tänka sig att ha dessa enheter vid alla gränsanläggningar, såsom flygplatser, hamnar, och MIQ-anläggningar, till exempel, " säger Dr Crittenden.

Finns det några planer på att genomföra/kommersialisera testet?

"Vi skulle gärna höra från andra forskare och forskningsingenjörer med expertis inom nanomaterialdesign för ytförbättrade Raman-spridningsapplikationer vid användningsställe."

Vad är nästa steg?

"Vi kommer att fortsätta att utveckla detta som en "plattformsteknik" för andra avkänningsapplikationer, till exempel, snabb upptäckt av andra patogener eller miljöföroreningar. I framtiden, om andra patogener dyker upp, det skulle vara väldigt användbart att kunna använda det vi har lärt oss för att rulla ut realtidssensorer/diagnostik mycket snabbare."