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Gruppo interdisciplinare per sviluppare nuova ad una tecnologia basata a fisica per rilevazione COVID-19

Uno degli aspetti più provocatori della pandemia COVID-19 è stato la mancanza di prove stata necessaria per individuare e rintracciare le infezioni--e senza prova adeguata, i funzionari di governo non hanno i dati che debbano prendere le decisioni migliori nell'interesse della salute pubblica.

Oltre a scarseggiare, la maggior parte delle prove usano i prodotti biochimici che sono costosi e difficili da produrre, richiedere i molti tempi di ritorno per i risultati dei test e fornire un numero alto dei risultati del falso negativo--significando quello qualche gente che verifica la quantità negativa potrebbe ancora essere infettata e spargere unknowingly la malattia. E sebbene i più nuovi metodi di collaudo che individuano gli anticorpi nel sangue, in base al cosiddetto metodo ELISA, stiano venendo rapido online, scienziati e medici metta in discussione la loro efficacia.

Il professor Miguel José Yacamán, un fisico e scienziato di NAU dei materiali nel centro per i materiali collega nella ricerca e le applicazioni (¡ MIRA!), ha montato un gruppo interdisciplinare per sviluppare una nuova tecnologia della prova che promette di sormontare tutte queste sfide. Il progetto, “lo sviluppo di nuova prova per SARS-CoV-2 facendo uso di singola superficie della molecola ha migliorato la spettroscopia di Raman,„ recentemente ha ricevuto una concessione $200.000 dalla ricerca in relazione con il virus supportante della risposta del National Science Foundation della ricerca (RAPIDA) di programma rapido di finanziamento. Sebbene il gruppo abbia un anno per sviluppare la nuova prova, José Yacamán pianificazione raggiungere questo scopo ancora più presto.

Il gruppo svilupperà la nuova prova applicando i concetti dalla fisica, non la biochimica, José Yacamán spiega. Metteranno a fuoco sulle scoperte recenti nei campi di emergenza di nanotecnologia, delle nanoparticelle plasmonic e 2D dei materiali (simili a graphene).

“Il personale addetto al programma userà le tecniche non tradizionali per individuare il virus in pazienti infettati. Metteremo a punto un metodo alternativo basato sugli avanzamenti recenti nella fisica relativa all'interazione di indicatore luminoso con la materia,„ ha detto.

Il metodo, singola la spettroscopia di Raman migliorata della molecola superficie (SM-SERS), individuerà le proteine di S del virus SARs-Cov-2, che partecipano all'infezione al livello cellulare. “La capacità di SM-SERS di individuare così piccolo come una molecola di proteina permetterà ai professionisti di sanità di individuare presto l'infezione e di continuare con i pazienti che recuperano dalla malattia.„

Il ricercatore principale del progetto, José Yacamán lavorerà in collaborazione con due ¡ MIRA! colleghi, professore associato Andy Koppisch, un biochimico e professore associato di pratica Rob Kellar, un ingegnere biomedico; e con il professor Paul Keim, un genetista microbico ed il professor Dave Wagner, un ecologo dei reggenti di malattia, sia con l'agente patogeno di NAU che l'istituto di Microbiome (PMI).

Nel suo lavoro precedente, José Yacamán ha usato la spettroscopia superficie-migliorata di Raman per individuare le glicoproteine e l'acido sialico come metodo di prova per il cancro al seno, che è ora nella fase di approvazione definitiva per uso commerciale.

“Nel caso SARS-CoV-2 del virus, era un'estensione naturale per applicare le stesse tecniche,„ ha detto, “ma richiederà la competenza dei nostri colleghi di PMI, che stanno coltivando il virus SARS-CoV-2 nei loro laboratori, per riuscire.„

Gli avanzamenti importanti nella scienza si presentano quasi sempre all'interfaccia fra le discipline e questo è un grande esempio. Penso che questo lavoro fra ¡ MIRA! e PMI ha potuto essere un commutatore del gioco nella nostra lotta contro COVID-19.„

Paul Keim, direttore esecutivo di PMI

“Questo progetto è uno sforzo comune fra i ricercatori nel ¡ MIRA! e PMI,„ ha detto il ¡ MIRA! Direttore ed il professor Jennifer Martinez. “Mostra la potenza di lavoro interdisciplinare per la creazione le idee nuove e di nuove opportunità di finanziamento--e, per di più, l'importanza di avere centri di eccellenza per determinare nuova ricerca per NAU.„

“Se riuscita, la nostra ricerca sarà il primo punto nel mettere a punto un metodo basato su fisica che sarà veloce ed economica, con l'alta sensibilità e specificità e percentuale bassa dei falsi negativi,„ ha detto Yacaman. “Questa prova sarà un metodo attendibile molto più preciso e per individuare le infezioni.„

“È concepibile che una volta che abbiamo sviluppato questa prova, la strumentazione portatile di Raman può essere utilizzata ampiamente in molte popolazioni differenti; per esempio, nelle comunità rurali o remote o nelle stazioni di punto-de-cura in banchi, fabbriche, ritrovi comunali ecc, oltre alle aree campione tradizionali,„ ha detto.

“Una volta che la prova diffusa è in corso, ulteriore analisi dei dati di SM-SERS aiuterà gli scienziati a capire i cambiamenti sulle proteine del virus ed a contribuire a sviluppare le droghe antivirali.„