211service.com
En snabb, känslig virusdetektor
Forskare vid University of Twente i Nederländerna har utvecklat en ultrakänslig sensor som potentiellt kan användas i en handhållen enhet för att inom några minuter upptäcka olika virus och mäta deras koncentration. Sensorn skulle kunna användas för att snabbt screena människor på sjukhus och akutmottagningar för att kontrollera utbrott av sjukdomar som SARS och fågelinfluensa. Allt som behövs är ett litet prov av saliv, blod eller annan kroppsvätska.
I en ny virusdetekterande sensor delar vågledare i ett kiselsubstrat upp ljus i fyra parallella strålar. Strålarna bildar sedan ett interferensmönster som förändras när virus binder till antikropparna som placeras på en av ljuskanalerna. Forskare vid University of Twente, i Nederländerna, tillverkade enheten, som kan upptäcka låga viruskoncentrationer på några minuter.
För närvarande tillgängliga metoder för att upptäcka virus är också känsliga. Men de kräver mödosam förberedelse av vätskeprovet och ger resultat först efter flera dagar. Eftersom virussjukdomar kan spridas snabbt letar forskare efter enklare och snabbare sätt att direkt upptäcka virus. Du vill ha ett verktyg där du applicerar [vätskeprovet] på plats och på några minuter säger om personen har SARS-viruset eller inte, säger Aurel Ymeti , en postdoktor i biofysikalisk teknik och sensorns huvudutvecklare.
Forskarna arbetar nu med det Tiel, Nederländerna-baserade företaget Paradocs Group BV för att utveckla en kommersiell prototyp av sensorn, som de beskriver online i en Nanobokstäver papper. Enheten använder ett kiselsubstrat som innehåller kanaler som styr laserljus. Ljus kommer in i substratet i ena änden och delas upp i fyra parallella strålar. När dessa strålar dyker upp i andra änden sprids de ut och överlappar varandra, vilket skapar ett mönster av ljusa och mörka band, känt som ett interferensmönster, som forskarna registrerar.
Hittills har forskarna bara testat sensorn för herpes-simplex-viruset. På en av de fyra ljusledande kanalerna fäster forskarna antikroppar som binder till viruset. Sedan flyter de långsamt en saltlösning av viruset längs den kanalen. När mikroberna fäster vid antikropparna förändras interferensmönstret. Ju högre koncentration, desto mer skiftar interferensmönstret.
Genom att mäta förändringen i mönstret för olika viruskoncentrationer etablerar forskarna ett fast förhållande mellan de två faktorerna. När detta förhållande är känt säger Ymeti att de kan uppskatta koncentrationen av en ny viruslösning genom att analysera sensorns svar i några minuter.
Forskarna kan också upptäcka viruset i humant serum, eller blodplasma. Detta är vanligtvis svårare att göra än att upptäcka viruset i en saltlösning eftersom serum innehåller många olika proteiner som kan fästa till antikroppen och orsaka fel. Hittills upptäcker sensorn bara viruset om dess koncentration i serum är hög. För att vara användbar bör den förbättrade prototypsensorn kunna noggrant mäta låga koncentrationer i olika kroppsvätskor.
Medan sensorn bara har fungerat för herpesviruset, hoppas forskarna snart kunna demonstrera den för andra virus för att göra den allmänt användbar. För att upptäcka SARS, HIV eller fågelinfluensavirus måste forskarna fästa antikroppar som är specifika för dessa virus på ljuskanalen. Genom att fästa olika antikroppar på olika ljuskanaler kan samma sensor upptäcka flera sjukdomar.
Att upptäcka olika virus med den här enheten borde inte vara ett stort hinder, säger David Gottfried, en biosensorforskare vid Georgia Tech Research Institute . Hittills har ingen demonstrerat en snabb, bärbar sensor som kan användas för att upptäcka virussjukdomar på plats. Detta är en av de första demonstrationerna av en biosensorteknik som kan vara [praktisk] för virus, och den har den känslighet som krävs för tidig upptäckt, säger Gottfried.
Ymeti säger att målet är att ha en liten mikrofluidikapparat som kan testa olika sjukdomar samtidigt. Han räknar med att en sådan prototyp ska vara klar inom de närmaste två åren.