Группа исследователей из Университета Карнеги-Меллона сообщает о результатах разработки передовой платформы на основе наноматериалов.
Биосенсор на основе наноматериалов способен обнаруживать специфические антитела к SARS-CoV-2, вирусу, ответственному за пандемию Covid-19, за секунды.
Помимо тестирования, биосенсор поможет точно количественно оценить иммунологический ответ пациентов на новые вакцины.
Результаты опубликованы в журнале. Передовые материалы в газете с красноречивым названием: «Обнаружение антител Covid-19 за несколько секунд с помощью трехмерных электродов, покрытых восстановленным оксидом графена, напечатанных струей аэрозоля».
Как работает биосенсор?
Тестовая платформа определяет присутствие двух вирусных антител, белка-шипа S1 и рецепторсвязывающего домена (RBD), в очень маленькой (примерно 5 микролитров) капле крови.
Концентрации антител могут быть чрезвычайно низкими и в любом случае обнаруживаться ниже одного пикомоля (0,15 нанограмма на миллилитр).
Обнаружение происходит посредством электрохимической реакции внутри портативного микрофлюидного устройства, которое отправляет результаты практически сразу в простой интерфейс на смартфоне.
«Мы использовали последние достижения в области материалов и производства, такие как 3D-печать наночастиц, для создания устройства, которое быстро обнаруживает антитела Covid-19», — говорит он. Рахул Панат, доцент кафедры машиностроения в Карнеги-Меллон.
Биосенсор произведен инновационным способом
Технология аддитивного производства под названием аэрозольная 3D-печать отвечает за эффективность и точность тестовой платформы. Небольшие недорогие электроды напечатаны в наномасштабе с использованием капель аэрозоля, которые термически связаны друг с другом.
В результате получается шероховатая и неровная поверхность, которая обеспечивает большую площадь поверхности и усиленную электрохимическую реакцию, что облегчает захват антител.
Тест имеет очень низкий уровень ошибок, поскольку реакция связывания между антителом и антигеном, используемым в устройстве, очень селективна.
Необычный союзник
Результаты этого исследования появились в решающий момент этой пандемии. Устройство, которое мгновенно определяет количественный ответ иммунного ответа, имеет решающее значение.
Быстрая диагностика для лечения и профилактики инфекционных заболеваний является проблемой общественного здравоохранения, выходящей за рамки нынешней пандемии. Биосенсор можно использовать для быстрого обнаружения биомаркеров других инфекционных агентов, таких как Эбола, ВИЧ и Зика.
