Zika -viruset, som fortsätter att orsaka mikrocefali och andra neurologiska komplikationer hos spädbarn vars mödrar smittades under graviditeten, är fortfarande ett folkhälsoproblem. Utredare från Brigham och Women's Hospital arbetar med att utveckla ett nytt sätt att snabbt och exakt diagnostisera Zika med hjälp av mobila hälsotekniker som eventuellt kan användas i resursbegränsade miljöer. Forskarna föreställer sig också att verktyget kan ge hemtest för par som försöker bli gravida, särskilt på platser med hög risk för infektion. I juninumret av ACS Nano , forskare beskriver en ny teknik som utnyttjar framsteg inom digitala hälsosystem och nanoteknik för att omvandla en smartphone till en enhet som kan upptäcka Zika.

"Zika-diagnostik representerar ett akut behov i många delar av världen. Vårt mål är att tillgodose detta ouppfyllda kliniska behov med hjälp av mobiltelefonbaserad teknik, "sade motsvarande författare Hadi Shafiee, Ph.D., huvudutredare vid BWH Division of Engineering in Medicine och Renal Division of Medicine. "Mobiltelefoner har förmågan att utföra komplicerade analyser, hantera bildbehandling, ta bilder av hög kvalitet, och är allestädes närvarande i Zika-drabbade länder. Vi kan utnyttja detta för att ta itu med utbrott av infektionssjukdomar. "

Traditionell virusdiagnostik är beroende av att detektera antikroppar i en persons blodomlopp som riktar sig mot Zika. Dock, många närbesläktade virus, inklusive dengue, kan framkalla liknande antikroppar, vilket leder till en hög falsk positiv hastighet för sådana tester. Andra forskargrupper utvecklar för närvarande metoder för att följa Zika -virusets byggstenar, men Shafiee och kollegor har tagit en helt ny strategi:De utvecklar ett sätt att upptäcka intakta kopior av Zika -viruset.

Att göra så, laget använder nanoteknik. Forskare utvecklade små platina -nanomotorer som riktar sig till Zika samt mikropärlor som binder viruset. När båda komponenterna läggs till ett prov som innehåller Zika, de bildar ett tredimensionellt komplex som rör sig i närvaro av väteperoxid. Denna rörelse kan detekteras med en smartphone ansluten till en $ 5 optisk enhet.

Tekniken kan skilja mellan Zika -viruset och andra närbesläktade virus genom rörelsessignalens unika karaktär. . Det tredimensionella Zika-komplexet rör sig snabbt medan andra icke-målvirus kommer att orsaka långsammare rörelse som lätt kan uteslutas av mobiltelefonsystemet för mycket specifik detektering. Denna rörelsemekanism övervinner korsreaktiviteten vid antikroppsbaserad detektion och nukleins komplexitet syrabaserade detektioner.

Detta tillvägagångssätt-känt som det nanomotorbaserade bead-motion cellphone (NBC) -systemet-upptäckte Zika i prover med viralkoncentrationer så låga som 1 partikel per mikroliter. Teamet rapporterar också att NBC -systemet var mycket specifikt - i närvaro av andra virus, det upptäckte exakt Zika.

"NBC -systemet har potential att användas vid vården för sjukdomsdetektering i både utvecklade och utvecklingsländer, "sa huvudförfattaren Mohamed Shehata Draz, Ph.D., en instruktör vid BWH Division of Engineering in Medicine. "Detta är ett viktigt sätt att eliminera social stress relaterad till Zika -virusinfektion och hälsoproblem specifikt relaterade till nyfödda."

Den aktuella studien använder en optisk enhet som liknar vad Shafiee och kollegor använde tidigare för att upptäcka manlig infertilitet i spermaprover. Till skillnad från virus, sperma kan detekteras utan nanopartiklar och komplex. Det nya arbetet belyser potentialen i att använda mobiltelefonsteknik för viraldiagnostik, och Shafiee och kollegor planerar att ytterligare utforska och tillämpa tillvägagångssättet på andra virus.