Forskere udvikler hurtige, meget nøjagtige test til at opdage vira som SARS-COV-2

University of Central Florida-forskere har udviklet en enhed, der detekterer vira som SARS-COV-2 i kroppen lige så hurtigt som og mere præcist end nuværende, almindeligt anvendte hurtige detektionstests.

Den optiske sensor bruger nanoteknologi til nøjagtigt at identificere vira på få sekunder fra blodprøver. Forskere siger, at enheden kan fortælle med 95 % procent nøjagtighed, hvis nogen har en virus, en væsentlig forbedring i forhold til nuværende hurtige test, som eksperter advarer om kan have lav nøjagtighed. Testning for vira er vigtig for tidlig behandling og for at hjælpe med at stoppe deres spredning.

Resultaterne er beskrevet i en ny undersøgelse i tidsskriftet Nano Letters .

Forskerne testede enheden ved hjælp af prøver af Dengue-virus, et myggeoverført patogen, der forårsager denguefeber og er en trussel mod mennesker i troperne. Teknologien kan dog nemt tilpasses til at detektere andre vira, såsom SARS-COV-2, siger studiemedforfatter Debashis Chanda, professor i UCF's NanoScience Technology Center.

"Den følsomme optiske sensor, sammen med den hurtige fremstillingstilgang, der bruges i dette arbejde, lover oversættelsen af ​​denne lovende teknologi til enhver virusdetektion inklusive SARS-COV-2 og dens mutationer med høj grad af specificitet og nøjagtighed," siger Chanda. "Her demonstrerede vi en troværdig teknik, som kombinerer PCR-lignende genetisk kodning og optik på en chip til nøjagtig virusdetektion direkte fra blod."

Enheden matcher nøje nøjagtigheden af ​​de guld-standard PCR-baserede tests, men med næsten øjeblikkelige resultater i stedet for resultater, der tager flere dage at modtage. Dens nøjagtighed er også en væsentlig forbedring i forhold til nuværende hurtige antigentest, som U.S. Food and Drug Administration og U.S. Centers for Disease Control har advaret om kan give unøjagtige resultater, hvis virusmængden er lav, eller testinstruktionerne ikke følges korrekt.

Enheden fungerer ved at bruge guldmønstre i nanoskala, der afspejler signaturen af ​​den virus, den er indstillet til at detektere i en blodprøve. Forskellige vira kan påvises ved at bruge forskellige DNA-sekvenser, der selektivt målretter mod specifikke vira.

Nøglen til enhedens ydeevne er, at den kan detektere vira direkte fra blodprøver uden behov for prøveforberedelse eller oprensning, hvilket fremskynder testen og forbedrer dens nøjagtighed.

"Et stort flertal af demonstrationer af biosensorer i litteraturen bruger bufferopløsninger som testmatrix til at indeholde målanalytten," siger Chanda. "Disse tilgange er dog ikke praktiske i virkelige applikationer, fordi komplekse biologiske væsker, såsom blod, der indeholder målbiomarkørerne, er hovedkilden til sansning og samtidig hovedkilden til proteinbegroning, der fører til sensorfejl."

Forskerne bekræftede enhedens effektivitet med flere test, der brugte forskellige viruskoncentrationsniveauer og opløsningsmiljøer, inklusive dem med tilstedeværelsen af ​​ikke-målvirusbiomarkører.

Abraham Vazquez-Guardado, undersøgelsens hovedforfatter og postdoc ved Northwestern University, der arbejdede på forskningen som doktorand i Chandas laboratorium, siger, at han er begejstret for potentialet.

"Selvom der tidligere har været demonstreret optisk biosensing i humant serum, kræver de stadig off-line kompleks og dedikeret prøveforberedelse udført af kvalificeret personale - en vare, der ikke er tilgængelig i typiske plejeapplikationer," siger Vazquez-Guardado. "Dette arbejde demonstrerede for første gang en integreret enhed, som adskilte plasma fra blodet og detekterer målviruset uden nogen form for forbehandling med potentiale til praktisk anvendelse i nær fremtid."

Chanda siger, at de næste skridt for forskningen inkluderer tilpasning af enheden til at opdage flere vira. + Udforsk yderligere

Bærbar, overkommelig, præcis, hurtig:Team opfinder ny COVID-19-test