Нов метод за откриване на Covid-19 за по-малко от пет минути

Ултрачувствителен тест е разработен с помощта на електрохимичен сензор, базиран на хартия, който е способен да открие присъствието на коронавирус само за пет минути, твърдят изследователите от Университета на Илинойс Грейнджър Инженеринг колеж. 

Тъй като пандемията Covid-19 продължава да се разпространява по целия свят, изследователите от различни лаборатории измислят различни стратегии, които могат да помогнат за проследяването на вируса. Новото проучване показва възможността за откриване на вируса чрез бърз метод с използването на графен биосензор, който може да се адаптира към други вируси.

Екип, ръководен от професор Дипанян Пан, докладва своите открития в ACS Nano, което показва, че студент по биоинженерство, Маха Алафийф от Университета на Илинойс Грейнджър е разработила съвместно бърз, ултрачувствителен тест, използващ електрохимичен сензор на хартия, който може да открие на вируса за по-малко от пет минути.

"В момента преживяваме събитие, променящо живота веднъж на век. Отговаряме на тази глобална нужда от холистичен подход, като разработваме мултидисциплинарни инструменти за ранно откриване и диагностика и лечение на ТОРС-CoV-2", каза Alafeef.

Двете широки категории Covid-19 тестове на пазара или използват обратна транскриптаза в реално време полимеразна верижна реакция (RT-PCR) и стратегии за хибридизация на нуклеинова киселина за идентифициране на вирусна РНК, или се фокусира върху откриването на антитела. Въпреки това може да има забавяне от няколко дни до няколко седмици, след като човек е бил изложен на вируса, за да произведе откриваеми антитела.

През последните години изследователите постигнаха известен успех със създаването на биосензори за грижа, използващи 2D наноматериали като графен за откриване на заболявания. Основните предимства на биосензорите, базирани на графен, са тяхната чувствителност, ниска себестойност на производството и бърз обрат на откриване.

Настоящи тестове за Covid-19, базирани на РНК, проверяват за наличието на N-ген (нуклеокапсиден фосфопротеин) върху вируса SARS-CoV-2. В това изследване екипът е проектирал антисенс олигонуклеотидни (ASO) сонди, насочени към два региона на N-гена. Насочването към два региона гарантира надеждността, в случай че един регион претърпи генна мутация.

Освен това златните наночастици (AuNP) са затворени с тези едноверижни нуклеинови киселини (ssDNA), което представлява ултра-чувствителна сензорна сонда за РНК на SARS-CoV-2.

Екипът тества ефективността на този сензор, като използва положителни и отрицателни проби на Covid-19. Сензорът показа значително увеличение на напрежението на положителните проби в сравнение с отрицателните и потвърди наличието на вирусен генетичен материал за по-малко от пет минути. Освен това сензорът успя да разграничи натоварването с вирусна РНК в тези проби. „Вирусното натоварване е важен количествен показател за развитието на инфекцията и предизвикателство за измерване с помощта на съществуващи диагностични методи“, заявиха изследователите.

Не само това, но тази платформа има широкообхватни приложения поради своята преносимост и ниска цена. Сензорът, когато е интегриран с микроконтролери и LED екрани или със смартфон чрез Bluetooth или wifi, може да се използва на мястото на грижа в лекарски кабинет или дори у дома.