Luminescerende nanokrystal-tags og højhastighedsscanner muliggør hurtig påvisning af flere patogener i en enkelt test

(Phys.org) – Et forskerhold, der bruger justerbare selvlysende nanokrystaller som tags til at fremme medicinsk og sikkerhedsmæssig billeddannelse, har med succes anvendt dem på højhastighedsscanningsteknologi og opdaget flere vira inden for få minutter.

Forskningen, ledet af Macquarie University i Sydney, Australien og Purdue University, bygger på holdets tidligere succes med at udvikle en måde at kontrollere, hvor længe lyset fra en selvlysende nanokrystal dvæler, som introducerede tidsdimensionen foruden farve og lysstyrke i optisk detektionsteknologi.

Detektering baseret på levetiden af ​​lyset fra en nanokrystal samt dens specifikke farve øger eksponentielt de mulige kombinationer og unikke tags, der kunne skabes til biomedicinske skærme.

"Vi er nu i stand til at bygge et enormt bibliotek af livstids farvekodede mikrosfærer til at udføre flere medicinske opgaver eller diagnoser på samme tid, " sagde Yiqing Lu, en forsker ved Macquarie University, der ledede forskningen. "Den tid, der spares ved at udelade behovet for at dyrke eller forstærke en kulturprøve til testning og eliminere behovet for at køre flere test, vil spare fremtidige patienter kostbar tid, så behandlingen kan begynde, som kan være livreddende, når man håndterer aggressive sygdomme."

Teknologien kunne muliggøre skærme, der identificerer tusindvis af forskellige målmolekyler samtidigt, sagde J. Paul Robinson, professor i Cytomics i Purdue's College of Veterinary Medicine og professor i Purdue's Weldon School of Biomedical Engineering, der var involveret i forskningen.

"Dette er anden del af puslespillet, " sagde Robinson, der ledede den biologiske test af teknologien. "Nu har vi med succes målt levetiden for disse tags i farten med tusindvis af prøver i sekundet. Det næste trin er at udføre sådanne high-throughput test i en væske, som vand, blod eller urin. Det vil åbne døren til udbredt biologisk brug og kliniske anvendelser, samt påvisning af patogener i mad eller vand."

Robinsons forskning fokuserer på flowcytometri, analysen af ​​celler, der er indeholdt i en væske, der strømmer forbi en laserstråle. Ud over at udvikle instrumentering til at måle tags, han planlægger at udforske teknologiens sundhedspleje og biodetektionsapplikationer.

Forskerholdet vedhæftede unikke tags til DNA-strenge af HIV, Ebola virus, Hepatitis B-virus og Human Papillomavirus 16. Mærkerne blev nøjagtigt aflæst og skelnet ved høje hastigheder i suspensionsarrays. Holdets arbejde er detaljeret beskrevet i et papir, der vil blive offentliggjort i næste nummer af Naturkommunikation og er i øjeblikket tilgængelig online.