Ny, gammel videnskab kombineres for at lave en hurtigere medicinsk test

En UCF-forsker har kombineret banebrydende nanovidenskab med et magnetisk fænomen opdaget for mere end 170 år siden for at skabe en metode til hurtige medicinske tests.

Opdagelsen, hvis kommercialiseret, kan føre til hurtigere testresultater for HIV, Lyme sygdom, syfilis, rotavirus og andre smitsomme tilstande.

"Jeg ser ingen grund til, at en variation af denne teknik ikke kunne være på alle hospitaler i hele verden, " sagde Shawn Putnam, en assisterende professor ved University of Central Florida's College of Engineering &Computer Science.

Kernen i den forskning, der for nylig er offentliggjort i det akademiske tidsskrift Lille er nanopartikler - bittesmå partikler, der er en milliarddel af en meter. Putnams team coatede nanopartikler med antistoffet mod BSA, eller bovint serumalbumin, som almindeligvis bruges som grundlag for en række forskellige diagnostiske tests.

Ved at blande nanopartiklerne i en testopløsning - såsom en der bruges til en blodprøve - binder BSA-proteinerne sig fortrinsvis til de antistoffer, der dækker nanopartiklerne, som en lås og en nøgle.

Den reaktion var allerede velkendt. Men Putnams team kom op med en ny måde at måle mængden af ​​tilstedeværende proteiner på. Han brugte nanopartikler med en jernkerne og påførte et magnetfelt til opløsningen, hvilket får partiklerne til at justere sig i en bestemt formation. Da proteiner binder sig til de antistofbelagte partikler, rotationen af ​​partiklerne bliver træg, som er let at opdage med laseroptik.

Samspillet mellem et magnetfelt og lys er kendt som Faraday-rotation, et princip opdaget af videnskabsmanden Michael Faraday i 1845. Putnam tilpassede det til biologisk brug.

"Det er en gammel teori, men ingen har faktisk anvendt dette aspekt af det, " han sagde.

Andre antigener og deres unikke antistoffer kunne erstatte det BSA -protein, der blev brugt i forskningen, tillader medicinske tests for en bred vifte af infektionssygdomme.

proof of concept viser, at metoden kan bruges til at producere biokemiske immunologiske testresultater på så lidt som 15 minutter, sammenlignet med flere timer for ELISA, eller enzym-koblet immunosorbent assay, som i øjeblikket er en standardtilgang til påvisning af biomolekyler.