Вчені створили портативну систему експрес-тестів, за допомогою якої сліди коронавіруса нового типу можна виявити в зразках біорідин пацієнта менш ніж за секунду. Статтю з описом розробки опублікував Journal of Vacuum Science & Technology B.
“Наша система дозволить вирішити проблему з повільною обробкою результатів тестів на коронавірус. Більш того, цю технологію можна застосовувати для створення недорогих експрес-тестів на інші хвороби, помінявши набір антитіл, приєднаних до одного з електродів на тестових смужках”, – розповів один з авторів роботи, науковий співробітник Університету штату Флорида Сянь Мінхань.
За останні місяці фахівці створили кілька варіантів тестових систем, що визначають сліди присутності вірусу SARS-CoV-2 в зразках крові або виділень пацієнта. Як правило, вони засновані або на виявленні обривків РНК збудника хвороби COVID-19 за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) і її аналогів або ж на виявленні антитіл до коронавірусу.
Як правило, для проведення такого аналізу потрібно досить багато часу, від 30 хвилин до декількох годин, що змушує вчених шукати нові, більш швидкісні, способи діагностики коронавірусної інфекції.
Крім того, як зазначає Сянь Мінхань, вчені розробляють принципово інші тестові системи, що визначають сліди присутності SARS-CoV-2 іншими способами. Зокрема, ще в квітні 2020 року американські молекулярні біологи пристосували для цих цілей геномний редактор CRISPR/Cas12, зробивши на його базі тест, що не здійснює помилково-позитивних спрацьовувань при вивченні зразків біорідин.
Швидкий і точний тест
Американські і китайські молекулярні біологи розробили ще одну подібну систему діагностики, запозичивши прийом, який сьогодні широко застосовується в хімії та фізиці для розкриття хімічного складу рідин і розпізнаванні складних органічних молекул.
Справа в тому, що ще на початку цього століття фізики помітили, що поведінка деяких типів польових транзисторів, що складаються із з’єднань алюмінію, галію і азоту, різко змінюється при появі різного роду домішок на їх електродах. З одного боку, це ускладнює процес їх виробництва, а з іншого – дозволяє використовувати їх в якості надчутливих датчиків різних молекул.
Керуючись подібними міркуваннями, Сянь Мінхань і його колеги створили своєрідний аналог тест-смужок для діабетиків, всередину яких вони вбудували набір мікроканалів і електродів. Один з цих електродів був покритий набором антитіл, здатних з’єднуватися з різними білками оболонки коронавіруса.
Наступні досліди із зразками чистої і зараженої слини показали, що реакції між частинками вірусу і антитілами приводили до дуже серйозних змін в тому, як багато струму пропускав через себе транзистор. Це дозволяє менше ніж за секунду знайти сліди SARS-CoV-2 в біорідині навіть в тому випадку, якщо в слині присутнє вкрай мале число частинок коронавіруса.
Як сподіваються вчені, створена ними система почне використовуватися для діагностики COVID-19 вже в найближчі тижні і місяці, а також буде застосовуватися і для спостережень за поширенням інших інфекційних хвороб в довгостроковій перспективі.