Lateral flow assays (LFA) tester har blivit allestädes närvarande inom allmänheten; de är formatet för vanliga graviditets- och covid-19-test i hemmet, vilket indikerar ett positivt resultat med en färgad linje och ett negativt resultat utan färgad linje. I sin nuvarande iteration är dessa tester till stor del kvalitativa och binära i sina utdata.

Olika försök att göra en kvantitativ LFA har gett komplikationer på grund av den optiska grunden för ett kvantitativt test – spritt ströljus och svaga bilder. Eftersom covid har slungat in LFAs i mångas dagliga liv, kommer effekten av dessa tester att bli ännu större om de kan göras kvantitativa för övervakning av viktiga biomarkörer förknippade med sjukdomsprogression, medicinska behandlingar och grundläggande hälsoövervakning.

I en artikel publicerad 17 augusti i Journal of the American Chemical Society , medlemmar av professor Tim Swagers labb, ledd av postdoc Jie Li och doktorand Weize Yuan, avslöjar designen för en ny generation LFA som använder konduktivitetsförändringar (eller resistivitetsförändringar) i en elektronisk polymer för att skapa svaret.

Elektriskt motstånd (eller konduktans) är universellt i elektroniska enheter. Det kan lätt mätas med stor noggrannhet, och tidigare forskning har visat att gruppens elektroniska LFA har både inneboende kvantitativa möjligheter och ultrahög känslighet. MIT-teamets tillvägagångssätt genererar bassignaler där motståndet kan ändras med 700 000 procent, och med dessa starka signaler kan de upptäcka spårmängder av en målbiomarkör. Den elektroniska LFA använder en biologisk trigger som använder det välkända enzymet glukosoxidas. Den visade sig kunna övervaka glukos, men denna LFA är mycket mer än en glukosmätare.

Denna studie visar att denna teknologi kan användas för att kvantitativt detektera målproteiner genom att använda antikroppar designade för att binda till dem. I en preliminär demonstration av denna funktion fann forskarna att de kvantitativt kunde detektera inflammationsbiomarkören, C-Reactive Protein, på fysiologiska nivåer. Denna biomarkör har förhöjda nivåer när en patient har ett immunsvar på sjukdom eller en medicinsk behandling. Detta kan enkelt utökas med många andra biomarkörer, och det finns planer på att använda det för att upptäcka miljögifter (metaller och kemikalier) i vatten.

När denna elektroniska LFA är integrerad i en resonant radiofrekvenskrets kan användare driva och läsa enheten med en konventionell smartphone. Som ett resultat kan de passiva LFA-RFID-enheterna användas hemma utan en specialiserad läsare. Med detta i åtanke har elektronisk LFA en enorm potential inom hemsjukvårdsdiagnostik och miljöövervakning. + Utforska vidare

En glukosmätare kan snart säga om du har SARS-CoV-2-antikroppar

Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.