En lynhurtig influenzavirusdetektor

Et forskerhold ved Tokyo Medical and Dental University (TMDU) bygger en ny spændingsbaseret biosensor til influenzavirus, der er næsten 100 gange mere følsom end konventionelle tests. og kan skelne mellem menneskelige og fuglestammer.

Forskere har udviklet en ny, hurtig biosensor til tidlig påvisning af selv små koncentrationer af det humane influenza A (H1N1) virus. En sådan tidlig diagnose er afgørende for at afværge et potentielt pandemiudbrud, da antiviral medicin skal administreres rettidigt. Konventionelle tests til påvisning af influenzavirus er ofte langsomme og dyre, og kan gå glip af tidlige virusinfektioner. I modsætning, den nye biosensor måler små ændringer i spændingen i en elektrisk ledende polymer for hurtigt at detektere viruskoncentrationer næsten 100 gange mindre end grænsen for aktuelt tilgængelige kits. Arbejdet blev udført på Tokyo Medical and Dental University (TMDU), i et samarbejde mellem Institut for Biomaterialer og Bioteknik og Institut for Molekylær Virologi.

Ledende polymerer er en klasse af kulstofbaserede molekyler, der leder elektricitet, men kan også bruges i biologiske miljøer. De er meget attraktive materialer til biosensoranvendelser, fordi forskere nemt kan knytte biomolekyler til polymererne, som giver dem mulighed for at binde sig til specifikke mål, såsom influenzavirus. I dette studie, poly(3, 4-ethylendioxythiophen) (PEDOT) blev modificeret med en funktionel gruppe, der binder til H1N1 human influenzavirus, men ikke fugleinfluenza-stammer. "Ledende polymerer har flere fordele i forhold til uorganiske modparter, " forklarer den tilsvarende forfatter Yuji Miyahara. "Disse omfatter evnen til at lede både elektriske og ioniske bærere, mekanisk fleksibilitet, lav cytotoksicitet, lavprisproduktion ved støbning eller trykning, og afstembare egenskaber via kemisk syntese eller doping."

For at konstruere biosensoren, polymerfilmen blev placeret mellem to elektroder. Når en opløsning indeholdende H1N1, som bærer en lille positiv ladning på sin ydre skal, blev tilføjet, nogle af viraene satte sig fast på polymeren og øgede spændingen målt af elektroderne. Denne elektriske metode gør det muligt for sensoren at detektere tilstedeværelsen af ​​minimale mængder af virussen. Viral belastning måles ofte i hæmagglutinationsenheder (HAU). Den nye sensor kan detektere virale koncentrationer så små som 0,013 HAU. Til sammenligning, kommercielt tilgængelige kits, der anvender immunokromatografiske test, virker kun for koncentrationer større end ca. 1,13 HAU. Dette repræsenterer en næsten 100-dobling af følsomheden. Studiemedforfatter Shoji Yamaoka understregede de kliniske anvendelser af enheden. "Vi udviklede en ledende polymer-baseret sensor, der kan genkende en specifik virus, hvilket gør det til en god kandidat til bærbar overvågning og point-of-care test."

Artiklen, "Specific Recognition of Human Influenza Virus with PEDOT Bearing Sialic Acid-Terminated Trisaccharides" blev offentliggjort i ACS anvendte materialer og grænseflader på DOI:10.1021/acsami.7b02523