Uue testiga tuvastage koronaviirused kiiresti ja usaldusväärselt

Kas uus test aitab koroonat varakult diagnoosida? (Pilt: Maksym Yemelyanov / Stock.Adobe.com)

Efektiivne koroonatest on perspektiivis?

Corona kriisi ajal vajame hädasti tõhusaid viise enda kaitsmiseks ja võimaliku haiguse varases staadiumis tuvastamiseks. Nüüd on välja töötatud uus andur, mis võimaldab koroonaviiruseid eriti kiiresti avastada.

'

Empa, ETH Zürichi ja Zürichi ülikoolihaigla koostöös on välja töötatud andur, mis suudab koroonaviiruseid usaldusväärselt tuvastada. Uuringu tulemused avaldati ingliskeelses erialaajakirjas "ACS Nano".

Andur SARS-CoV-2 tuvastamiseks?

Arenduses osalevad teadlased tegelevad tavaliselt õhusaasteainete, näiteks aerosoolide ja kunstlikult toodetud nanoosakeste mõõtmise, analüüsimise ja vähendamisega. Praegune kroonikriis on aga kaasa toonud uurimisüksuse eesmärkide muutumise. Meeskond püüdis välja töötada anduri, mis suudaks SARS-CoV-2 kiiresti ja usaldusväärselt tuvastada.

Olemasolevat andurit arendati edasi

Veel enne, kui COVID-19 levima hakkas, uuris uurimisrühm juba andureid, mis suutsid õhus olevaid baktereid ja viirusi tuvastada. Jaanuaris tuli uurimisrühm välja ideega kasutada seda sensori edasiarendamisel, et see saaks konkreetse viiruse usaldusväärselt tuvastada.

Olemasolevate katsemeetoditega seotud probleemid

Täna on pandeemia võimalikult kiireks kontrolli alla saamiseks vaja kiiresti ja usaldusväärseid katseid. Enamik laboratooriume kasutab hingamisteede infektsioonide viiruste tuvastamiseks molekulaarset meetodit. See suudab tuvastada ka kõige väiksemaid viiruste koguseid. Siiski on probleem, et meetod võib olla aeganõudev ja veaohtlik.

Optiline biosensor alternatiivina?

Praeguses uurimistöös on nüüd välja töötatud alternatiivne katsemeetod optilise biosensori kujul. Selles anduris on ühendatud kaks erinevat efekti, mis võimaldab viirust ohutumalt ja usaldusväärsemalt tuvastada. On optiline ja termiline efekt.

Kuidas koronaviirus on üles ehitatud?

Test kasutab kuldseid nano-saari ja kunstlikult toodetud DNA retseptoreid, mis vastavad SARS-CoV-2 viiruse spetsiifilistele RNA järjestustele. Koronaviirus on RNA viirus. Seda iseloomustab asjaolu, et selle genoom ei koosne DNA topeltahelast, nagu see on elusorganismide puhul. See koosneb ühest RNA ahelast. Teadlased teatasid, et sensori tehislikud DNA retseptorid on viiruse ainulaadsete RNA genoomijärjestuste komplementaarsed järjestused, mis suudavad selle selgelt tuvastada.

Kuidas test töötab?

Tuvastamiseks kasutatav tehnoloogia on optiline nähtus, mis esineb sageli metallilistes nanostruktuurides. Kui need on ergastatud, moduleerivad nad langevat valgust teatud lainepikkuste vahemikus ja loovad seega nanostruktuuri ümber nn plasmonilise lähivälja.

Optiline andur mõõtis toimunud muutusi

Kui molekulid seonduvad pinnaga, muutub lähiväljas lokaalne murdumisnäitaja. Seejärel saab sellist muutust mõõta optilise anduriga ja lõpuks saab kindlaks teha, kas proov sisaldab vastavaid RNA ahelaid.

Millist rolli mängis test testis?

Protsessi käigus on väga oluline, et tuvastataks ainult need RNA ahelad, mis täpselt vastavad sensori DNA retseptorile. Siin aitab teine ​​efekt, mida tuntakse plasmonilise fototermilise (PPT) efektina. Kui sensori sama nanostruktuur ergastatakse kindla lainepikkusega laseriga, tekitab see lokaliseeritud soojust.

Mis on hübridiseerimine?

Viiruse genoom koosneb ainult ühest RNA ahelast. Kui see ahel leiab oma täiendava vaste, moodustavad need kaks kahekordse ahela. Seda protsessi nimetatakse hübridisatsiooniks.

Valetesti tulemuste võimalus?

Kui kahekordne ahel jaguneb üksikuteks, nimetatakse seda denatureerimiseks. See juhtub nn sulamistemperatuuril. Kuid kui ümbritseva õhu temperatuur on sulamistemperatuurist palju madalam, võivad ka teineteist mitte täiendavad kiud ühenduda, mis võib viia valede testitulemusteni, teatavad teadlased.

PPT efektist põhjustatud ümbritseva temperatuuri eelised

Kui ümbritsev temperatuur on sulamistemperatuurist vaid veidi madalam, saavad ühenduda ainult täiendavad kiud. See on täpselt ümbritseva õhu temperatuuri tõusu tulemus, mille põhjustab PPT efekt.

Sensor suudab RNA järjestusi selgelt eristada

Selleks, et teada saada, kui usaldusväärselt uus andur praeguse SARS-CoV-2 viiruse tuvastab, testiti seadet väga lähedase viirusega. See oli SARS-CoV (SARS-1) - viirus, mis puhkes 2003. aastal ja vallandas tol ajal SARS-pandeemia. Need kaks viirust erinevad RNA poolest väga vähe. "Meie testid näitasid, et sensor suudab selgelt eristada kahe viiruse väga sarnaseid RNA järjestusi," teatab uuringu autor Jing Wang pressiteates. Lisaks ei võtnud test tulemuste saavutamiseks kaua aega. (as)

Sildid:  Naturopaatilistes Tava Kere Torso Galerii