Hurtig Zika-detektionstest bruger smartphone-teknologi

Zika virus, som fortsætter med at forårsage mikrocefali og andre neurologiske komplikationer hos spædbørn, hvis mødre blev smittet under graviditeten, er fortsat et folkesundhedsproblem. Efterforskere fra Brigham and Women's Hospital arbejder på at udvikle en ny måde til hurtigt og præcist at diagnosticere Zika ved hjælp af mobile sundhedsteknologier, der potentielt kan implementeres i ressourcebegrænsede omgivelser. Forskerne forestiller sig også, at værktøjet kunne give hjemmetest til par, der forsøger at blive gravide, især på steder med høj risiko for infektion. I juninummeret af ACS Nano , forskere beskriver en ny teknologi, der udnytter fremskridt inden for digitale sundhedssystemer og nanoteknologi til at omdanne en smartphone til en enhed, der er i stand til at detektere Zika.

"Zika-diagnostik repræsenterer et presserende behov i mange dele af verden. Vores mål er at imødekomme dette udækkede kliniske behov ved hjælp af mobiltelefon-baseret teknologi, " sagde den tilsvarende forfatter Hadi Shafiee, Ph.D., hovedefterforsker ved BWH-afdelingen for ingeniørvidenskab i medicin og nyreafdelingen for medicin. "Mobiltelefoner har magten til at udføre komplicerede analyser, håndtere billedbehandling, tage billeder i høj kvalitet, og er allestedsnærværende i Zika-ramte lande. Vi kan udnytte dette til at imødegå udbrud af infektionssygdomme."

Traditionel virusdiagnostik er afhængig af at detektere antistoffer i en persons blodbane, der retter sig mod Zika. Imidlertid, mange nært beslægtede vira, inklusive dengue, kan fremkalde lignende antistoffer, fører til en høj falsk positiv rate for sådanne tests. Andre forskergrupper udvikler i øjeblikket metoder til at gå efter Zika-virusets nukleinsyrebyggesten, men Shafiee og kolleger har taget en helt ny tilgang:De er ved at udvikle en måde at opdage intakte kopier af Zika-virussen på.

For at gøre det, holdet bruger nanoteknologi. Forskere udviklede bittesmå platin-nanomotorer, der retter sig mod Zika, samt mikroperler, der binder virussen. Når begge komponenter tilsættes til en prøve, der indeholder Zika, de danner et tredimensionelt kompleks, der bevæger sig i nærvær af hydrogenperoxid. Denne bevægelse kan detekteres ved hjælp af en smartphone tilsluttet til en optisk enhed på $5.

Teknologien kan skelne mellem Zika-virus og andre nært beslægtede vira gennem det unikke ved bevægelsessignal. . Det tredimensionelle Zika-kompleks bevæger sig hurtigt, mens andre ikke-målvirus vil forårsage langsommere bevægelser, der let kan udelukkes af mobiltelefonsystemet til meget specifik detektion. Denne bevægelsesmekanisme overvinder krydsreaktiviteten i antistof-baseret detektion og kompleksiteten af ​​nuklein syrebaserede påvisninger.

Denne tilgang - kendt som det nanomotorbaserede perlebevægelsesmobiltelefonsystem (NBC) - detekterede Zika i prøver med virale koncentrationer så lave som 1 partikel pr. mikroliter. Holdet rapporterer også, at NBC-systemet var meget specifikt - i nærvær af andre vira, den opdagede nøjagtigt Zika.

"NBC-systemet har potentiale til at blive brugt på plejestedet til sygdomsdetektion i både udviklede lande og udviklingslande, " sagde hovedforfatter Mohamed Shehata Draz, Ph.D., en instruktør i BWH Division of Engineering in Medicine. "Dette er en vigtig måde at eliminere den sociale stress relateret til Zika-virusinfektion og sundhedsproblemer specifikt relateret til nyfødte."

Den nuværende undersøgelse bruger en optisk enhed svarende til, hvad Shafiee og kolleger tidligere brugte til at påvise mandlig infertilitet i sædprøver. I modsætning til virus, sæd kan påvises uden nanopartikler og komplekser. Det nye arbejde fremhæver potentialet ved at bruge mobiltelefonteknologi til viral diagnostik, og Shafiee og kolleger planlægger at udforske og anvende tilgangen til andre vira yderligere.