Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
Forskare från University of Central Florida har utvecklat en enhet som upptäcker virus som SARS-COV-2 i kroppen lika snabbt som och mer exakt än nuvarande, vanliga tester för snabb upptäckt.
Den optiska sensorn använder nanoteknik för att exakt identifiera virus på några sekunder från blodprover. Forskare säger att enheten med 95 % noggrannhet kan avgöra om någon har ett virus, en betydande förbättring jämfört med nuvarande snabba tester som experter varnar för kan ha låg noggrannhet. Att testa för virus är viktigt för tidig behandling och för att stoppa spridningen.
Resultaten beskrivs i en ny studie i tidskriften Nano Letters .
Forskarna testade enheten med hjälp av prover av denguevirus, en myggöverförd patogen som orsakar denguefeber och är ett hot mot människor i tropikerna. Tekniken kan dock enkelt anpassas för att upptäcka andra virus, som SARS-COV-2, säger studiens medförfattare Debashis Chanda, professor vid UCF:s NanoScience Technology Center.
"Den känsliga optiska sensorn, tillsammans med den snabba tillverkningsmetoden som används i detta arbete, lovar översättningen av denna lovande teknologi till alla virusdetektion inklusive SARS-COV-2 och dess mutationer med hög grad av specificitet och noggrannhet," säger Chanda. "Här visade vi en trovärdig teknik som kombinerar PCR-liknande genetisk kodning och optik på ett chip för exakt virusdetektion direkt från blod."
Enheten matchar noggrannheten hos de guldstandard PCR-baserade testerna men med nästan omedelbara resultat istället för resultat som tar flera dagar att få. Dess noggrannhet är också en betydande förbättring jämfört med nuvarande snabba antigentester som U.S. Food and Drug Administration och U.S. Centers for Disease Control har varnat för kan ge felaktiga resultat om virusmängden är låg eller testinstruktionerna inte följs ordentligt.
Enheten fungerar genom att använda guldmönster i nanoskala som återspeglar signaturen hos viruset som den är inställd på att upptäcka i ett blodprov. Olika virus kan detekteras genom att använda olika DNA-sekvenser som selektivt riktar sig mot specifika virus.
Nyckeln till enhetens prestanda är att den kan upptäcka virus direkt från blodprover utan behov av provberedning eller rening, vilket påskyndar testet och förbättrar dess noggrannhet.
"En stor majoritet av demonstrationer av biosensorer i litteraturen använder buffertlösningar som testmatris för att innehålla målanalyten," säger Chanda. "Men dessa tillvägagångssätt är inte praktiska i verkliga tillämpningar eftersom komplexa biologiska vätskor, såsom blod, som innehåller målbiomarkörerna är huvudkällan för avkänning och samtidigt huvudkällan till proteinpåväxt som leder till sensorfel."
Forskarna bekräftade enhetens effektivitet med flera tester som använde olika viruskoncentrationsnivåer och lösningsmiljöer, inklusive de med närvaro av icke-målvirusbiomarkörer.
Abraham Vazquez-Guardado, studiens huvudförfattare och postdoktor vid Northwestern University som arbetade med forskningen som doktorand i Chandas labb, säger att han är exalterad över potentialen.
"Även om det har förekommit tidigare demonstration av optisk biosensing i humant serum, kräver de fortfarande komplexa och dedikerade provberedning offline som utförs av kunnig personal - en vara som inte är tillgänglig i typiska vårdtillämpningar," säger Vazquez-Guardado. "Detta arbete visade för första gången en integrerad enhet som separerade plasma från blodet och detekterar målviruset utan någon förbearbetning med potential för praktisk användning i nära framtid."
Chanda säger att nästa steg för forskningen inkluderar anpassning av enheten för att upptäcka fler virus. + Utforska vidare
