Forskare har lyckats detektera antikroppar mot fågelinfluensavirus i blodserum inom 20 minuter, med hjälp av en bärbar analysator som de har utvecklat för att utföra snabba biotester på plats. Om ett lämpligt reagens utvecklas, denna teknologi kan användas för att detektera antikroppar mot SARS-CoV-2, det orsakande viruset av covid-19.

Aviär influensa är en fjäderfäsjukdom som orsakas av influensa A-virusinfektion. Snabbt initialt svar på en misstänkt infektion och kontinuerlig övervakning är avgörande för att mildra skadorna från högpatogena, överförbara patogener såsom fågelinfluensavirus.

Rent generellt, polymeraskedjereaktionsmetoden (PCR) används för att detektera det virala genomet, men dess komplicerade procedur kräver avsevärd tid. En annan metod innebär att detektera antikroppar som produceras i kroppen som reaktion på virusinfektion. Dock, allmänt använda antikroppsdetektionsmetoder kan vara felaktiga eftersom antikropparnas existens i allmänhet bestäms av synen.

Gruppen, inklusive Keine Nishiyama, en doktorand vid Hokkaido Universitys Graduate School of Chemical Science and Engineering, och professor Manabu Tokeshi vid universitetets tekniska fakultet, genomförde denna studie för att utveckla en ny metod och analysator som kan snabbt, enkel och selektiv detektion av antikroppar. Metoden är baserad på konventionell fluorescenspolarisationsimmunanalys (FPIA) men tillämpar en annan mätmekanism för att göra analysatorn mycket mindre och portabel. Analysatorn väger endast 5,5 kg.

Den kombinerade användningen av flytande kristallmolekyler, en bildsensor och den mikrofluidiska enheten gör det möjligt att samtidigt undersöka flera prover och minskar volymen av varje prov som krävs. Flytande kristallmolekyler är kapabla att kontrollera polarisationsriktningen för fluorescerande ljus, medan mikrofluidanordningen har ett antal mikrokanaler som mätkärl.

Gruppen utvecklade också ett reagens för att upptäcka anti-H5 antikropp mot fågelinfluensavirus, ett fluoresceinmärkt protein som bara binder till antikroppen. Reagenset tillverkades genom att reproducera hemagglutinin (HA) proteinfragment, som uttrycks på ytan av H5 aviär influensavirus, genom genrekombination och genom att märka fluorescerande molekyler till fragmenten.

För att göra mätningen, serum uppsamlat från fåglar blandades med reagenset och lämnades i 15 minuter. Blandningen injicerades i mikrofluidanordningen och mättes med den bärbara fluorescenspolarisationsanalysatorn. Molekylära rörelser av reagenset bundet med antikroppen kommer att vara mindre i vätskan, producerar en annan grad av polarisation från reagenset som inte är bundet till antikroppen. Systemet kan upptäcka anti-H5-antikropp mot fågelinfluensavirus med endast 2 mikroliter serumprov och inom 20 minuter.

"Vår analysator kan användas för att utföra andra biotester om lämpliga reagens utvecklas, " säger Tokeshi. Gruppen har redan framgångsrikt upptäckt mykotoxin och läkemedelsbeståndsdelar. "Genom att reproducera fragment av spikproteiner uttryckta i det nya coronaviruset, och använda dem som reagens, analysatorn ska kunna detektera anti-coronavirusantikroppar."