Identifiseer korona-virusse vinnig en betroubaar met 'n nuwe toets - Nuus - 2021
Doeltreffende korona-toets in die vooruitsig?
In die Corona-krisis het ons dringend effektiewe maniere nodig om onsself te beskerm en in 'n vroeë stadium 'n moontlike siekte te identifiseer. 'N Nuwe sensor is nou ontwikkel om korona-virusse veral vinnig op te spoor.
Danksy die samewerking tussen Empa, ETH Zurich en die Universiteit van Zürich, is 'n sensor ontwikkel wat die korona-virusse betroubaar kan opspoor. Die resultate van die studie is in die Engelse tydskrif "ACS Nano" gepubliseer.
Sensor vir die opsporing van SARS-CoV-2?
Die navorsers wat by die ontwikkeling betrokke is, werk meestal aan die meting, ontleding en vermindering van lugbesoedelende stowwe soos aërosols en kunsmatig vervaardigde nanodeeltjies. Maar die huidige korona-krisis het die doelwitte van die navorsingsfasiliteit verander. Die span het probeer om 'n sensor te ontwikkel wat SARS-CoV-2 vinnig en betroubaar kan opspoor.
Bestaande sensor is verder ontwikkel
Nog voordat COVID-19 begin versprei het, het die navorsingsgroep reeds sensors ondersoek wat bakterieë en virusse in die lug kan opspoor. In Januarie het die navorsingsgroep met die idee vorendag gekom om dit as basis te gebruik om die sensor verder te ontwikkel sodat dit 'n spesifieke virus betroubaar kan identifiseer.
Probleme met bestaande toetsmetodes
Vinnige en betroubare toetse is vandag dringend nodig om die pandemie so vinnig as moontlik onder beheer te bring. Die meeste laboratoriums gebruik 'n molekulêre metode om virusse in respiratoriese infeksies op te spoor. Dit kan selfs die kleinste hoeveelhede virusse opspoor. Die probleem is egter dat die metode tydrowend en foutief is.
Optiese biosensor as alternatief?
In die huidige navorsingswerk is 'n alternatiewe toetsmetode in die vorm van 'n optiese biosensor ontwikkel. Hierdie sensor kombineer twee verskillende effekte, waardeur hy die virus veiliger en betroubaar kan opspoor. Dit is 'n optiese en termiese effek.
Hoe is die korona-virus gestruktureer?
Die toets gebruik goue nano-eilande en kunsmatig vervaardigde DNA-reseptore wat ooreenstem met spesifieke RNA-rye van die SARS-CoV-2-virus. Die korona-virus is 'n RNA-virus. Dit word gekenmerk deur die feit dat die genoom daarvan nie bestaan ​​uit 'n DNA-dubbele string soos in lewende organismes nie. Dit bestaan ​​uit 'n enkele RNA-string. Die navorsers rapporteer dat die kunsmatige DNA-reseptore op die sensor die komplementêre rye is vir die unieke RNA-genoomvolgordes van die virus, wat dit duidelik kan identifiseer.
Die tegnologie wat gebruik word vir opsporing is 'n optiese verskynsel wat gereeld voorkom in metaal nanostrukture. As hierdie opgewonde is, moduleer hulle invallende lig binne 'n sekere golflengte en skep dit 'n sogenaamde plasmoniese veld naby die nanostruktuur.
Optiese sensor gemeet veranderinge wat plaasvind
Wanneer molekules aan die oppervlak bind, verander die plaaslike brekingsindeks binne die nabye veld. Met 'n optiese sensor kan so 'n verandering gemeet word en uiteindelik kan bepaal word of die monster die betrokke RNA-stringe bevat.
Watter rol het hitte in die toets gespeel?
In die proses is dit baie belangrik dat slegs die RNA-stringe opgespoor word wat presies ooreenstem met die DNA-reseptor op die sensor. 'N Tweede effek help hier, wat die plasmoniese fototermale (PPT) effek genoem word. As dieselfde nanostruktuur op die sensor opgewonde is met 'n laser op 'n sekere golflengte, genereer dit gelokaliseerde hitte.
Wat is basisering?
Die genoom van die virus bestaan ​​slegs uit een RNA-string. As hierdie string sy komplementêre eweknie kry, kombineer die twee 'n dubbele string. Hierdie proses word hibridisasie genoem.
Moontlikheid van verkeerde toetsuitslae?
As 'n dubbele string in enkelstringe verdeel, word dit denaturasie genoem. Dit gebeur by die sogenaamde smelt temperatuur. As die omgewingstemperatuur egter baie laer is as die smelttemperatuur, kan stringe wat nie mekaar aanvul nie, ook bind, wat tot verkeerde toetsresultate kan lei, berig die navorsers.
Voordele van die omgewingstemperatuur veroorsaak deur PPT-effek
As die omgewingstemperatuur slegs effens laer is as die smelttemperatuur, kan slegs komplementêre drade verbind word. Dit is presies die resultaat van die verhoogde omgewingstemperatuur wat veroorsaak word deur die PPT-effek.
Sensor kan duidelik onderskei tussen RNA-reekse
Om uit te vind hoe betroubaar die nuwe sensor die huidige SARS-CoV-2-virus opspoor, is die toestel op 'n baie nouverwante virus getoets. Dit was SARS-CoV (SARS-1), die virus wat in 2003 uitgebreek het en destyds die SARS-pandemie veroorsaak het. Die twee virusse verskil net baie effens in hul RNA. "Ons toetse het getoon dat die sensor duidelik kan onderskei tussen die baie soortgelyke RNA-rye van die twee virusse," het die skrywer Jing Wang in 'n persverklaring berig. Boonop het die toets nie lank geduur om resultate te kry nie. (As)
Guangyu Qiu, Zhibo Gai, Yile Tao, Jean Schmitt, Gerd A. Kullak-Ublick, Jing Wang: dubbelfunksionele plasmoniese fototermiese biosensors vir hoogs akkurate ernstige akute respiratoriese sindroom Coronavirus 2 opsporing, in ACS Nano (gepubliseer 13 April 2020), ACS nano