Forskere opdager coronavirus-partikler med langsomt lys

På trods af alle de dårlige nyheder, som COVID-19-pandemien bragte over verden, har den hjulpet os med at få et bedre overblik over vores parathed til at afværge meget smitsomme sygdomme. Hurtige diagnostiske testsæt og PCR-test blev hurtigt vigtige værktøjer, da pandemien ramte, og hjalp med rettidige diagnoser. Disse værktøjer har dog iboende begrænsninger. PCR-tests er komplekse og kræver dyrt udstyr, mens hurtige diagnostiske testsæt har lavere nøjagtighed.

På denne baggrund har en forskergruppe ledet af professor Young Min Song fra Gwangju Institute of Science and Technology i Korea for nylig udviklet en ny teknik til nemt at visualisere vira ved hjælp af et optisk mikroskop. En nylig undersøgelse forklarer i detaljer funktionsprincippet for deres detektionsplatform, kaldet "Gires–Tournois immunoassay platform" (GTIP). Dette papir blev gjort tilgængeligt online den 22. marts 2022 og blev offentliggjort i tidsskriftet Advanced Materials den 26. marts 2022.

Nøgleelementet i GTIP er Gires-Tournois "resonansstruktur", en film lavet af tre stablede lag af specifikke materialer, der producerer et ejendommeligt optisk fænomen kaldet "langsomt lys". På grund af hvordan indfaldende lys vender tilbage inde i de resonante lag, før det reflekteres, virker farven på platformen set gennem et optisk mikroskop meget ensartet. Viruspartikler af nanometerstørrelse påvirker imidlertid resonansfrekvensen af ​​GTIP i deres umiddelbare nærhed ved at bremse lyset, der reflekteres omkring dem. Det "langsomme lys" viser sig som en levende farveændring i det reflekterede lys, så viruspartikelklyngerne, når de ses gennem mikroskopet, ligner "øer" med en anden farve sammenlignet med baggrunden.

For at sikre, at deres system kun opdager coronavirus-partikler, har forskerne belagt det øverste lag af GTIP med antistofproteiner, der er specifikke for SARS-CoV-2. Interessant nok muliggjorde systemet ikke kun påvisning af virale partikler, men ved at bruge kolorimetriske analyseteknikker kunne forskerne endda effektivt kvantificere antallet af viruspartikler til stede i forskellige områder af en prøve afhængigt af farven på det lys, der reflekteres lokalt.

Designets overordnede enkelhed er et af de vigtigste salgsargumenter for GTIP. Som prof. Song forklarer, "Sammenlignet med eksisterende COVID-19 diagnostiske metoder muliggør vores tilgang hurtig påvisning og kvantificering af SARS-CoV-2 uden behov for ekstra prøvebehandlinger, såsom amplifikation og mærkning." Da optiske mikroskoper er tilgængelige i de fleste laboratorier, kan metoden udviklet af gruppen blive et værdifuldt og allestedsnærværende diagnostisk og virusforskningsværktøj.

Desuden er GTIP ikke begrænset til at detektere vira eller strengt afhængig af antistoffer; ethvert andet bindemiddel virker også og hjælper med at visualisere alle slags partikler, der interagerer med lys. "Vores strategi kan endda anvendes til en dynamisk overvågning af målpartikler sprøjtet i luften eller spredt på overflader. Vi mener, at denne tilgang kan være grundlaget for næste generations biosensing platforme, hvilket muliggør enkel, men præcis detektion," slutter prof. Song Song. . + Udforsk yderligere

Ny virusbaseret kolorimetrisk sensor kan vise ægte farver af luftbårne trusler