Kemikere udvikler en trådløs elektronisk lateral flow-analysetest til biosensing

Lateral flow assays (LFA) test er blevet allestedsnærværende i den brede offentlighed; de er formatet for standard graviditets- og COVID-19-tests i hjemmet, hvilket indikerer et positivt resultat med en farvet streg og et negativt resultat uden en farvet streg. I deres nuværende iteration er disse tests stort set kvalitative og binære i deres output.

Forskellige forsøg på at lave en kvantitativ LFA har givet komplikationer på grund af det optiske grundlag for en kvantitativ test - spredt lys og svage billeder. Da COVID har slynget LFA'er ind i manges daglige liv, vil virkningen af ​​disse test være endnu større, hvis de kan gøres iboende kvantitative til overvågning af nøglebiomarkører forbundet med sygdomsprogression, medicinske behandlinger og grundlæggende sundhedsovervågning.

I et papir offentliggjort 17. august i Journal of the American Chemical Society , medlemmer af laboratoriet af professor Tim Swager, ledet af postdoc Jie Li og kandidatstuderende Weize Yuan, afslører designet til en ny generation af LFA, der bruger ledningsevne (eller resistivitet) ændringer i en elektronisk polymer til at skabe responsen.

Elektrisk modstand (eller konduktans) er universel i elektroniske enheder. Det kan let måles med stor nøjagtighed, og tidligere forskning har vist, at gruppens elektroniske LFA'er har både iboende kvantitative egenskaber og ultrahøj følsomhed. MIT-teamets tilgang genererer basissignaler, hvor modstanden kan ændre sig med 700.000 procent, og med disse stærke signaler kan de detektere spormængder af en målbiomarkør. Den elektroniske LFA bruger en biologisk trigger, der anvender det velkendte enzym glucoseoxidase. Det viste sig at være i stand til at overvåge glukose, men denne LFA er langt mere end en glukosemåler.

Denne undersøgelse viser, at denne teknologi kan anvendes til kvantitativt påvisning af målproteiner ved at bruge antistoffer designet til at binde til dem. I en foreløbig demonstration af denne funktion fandt forskerne, at de var i stand til kvantitativt at detektere inflammationsbiomarkøren, C-Reactive Protein, på fysiologiske niveauer. Denne biomarkør har forhøjede niveauer, når en patient har et immunrespons på sygdom eller en medicinsk behandling. Dette kan let udvides med mange andre biomarkører, og der er planer om at bruge det til at påvise miljøgifte (metaller og kemikalier) i vand.

Når denne elektroniske LFA er integreret i et resonansradiofrekvenskredsløb, kan brugerne strømforsyne og læse enheden med en konventionel smartphone. Som et resultat kan de passive LFA-RFID-enheder bruges derhjemme uden en specialiseret læser. Med dette in mente har elektronisk LFA et enormt potentiale inden for diagnostik og miljøovervågning i hjemmet. + Udforsk yderligere

En glukosemåler kan snart sige, om du har SARS-CoV-2-antistoffer

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.