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Il metodo biosensing ultrasensibile ha potuto accorciare il momento per l'identificazione di COVID-19

Il professore associato Jiangtao Cheng dell'ingegneria meccanica e l'assistente universitario Wei Zhou di ingegneria informatica ed elettrotecnico hanno messo a punto un metodo biosensing ultrasensibile che potrebbe accorciare drammaticamente il lasso di tempo richiesto per verificare la presenza del virus COVID-19 in un campione. La loro ricerca pari-esaminata è stata pubblicata il 29 giugno in ACS nano.

C'è stanza significativa migliorare il passo della prova di coronavirus, Cheng e Zhou ha trovato. I test di verifica correnti COVID-19 richiedono alcune ore per completare, poichè la verifica della presenza del virus richiede l'estrazione ed il confronto di materiale genetico virale, un trattamento del tempo intensivo che richiede una serie di punti. La quantità di virus in una campionatura è egualmente conforme all'errore ed i pazienti che hanno avuti il virus per un periodo di scarsità possono verificare la quantità negativa perché ci non sono abbastanza del virus presente per avviare un risultato positivo.

Nel metodo di Zhou e di Cheng, tutto contenuto di una gocciolina di campionatura può essere individuato e non ci sono l'estrazione o altre procedure noiose. Il contenuto di un microdroplet è condensato e caratterizzato nei minuti, drasticamente diminuenti il margine di errore e danti una chiara maschera dei materiali presenti.

Il tasto a questo metodo è nella creazione della superficie sopra cui contenente acqua il campione viaggia nei modi diversi. Sulle superfici in cui le gocce dell'acqua possono “attaccare„ o “scivoli,„ il fattore di determinazione è attrito. Superfici che introducono più goccioline di acqua di causa di attrito per fermarsi, mentre meno attrito induce le goccioline di acqua a scivolare sopra la superficie disinibita.

Il metodo comincia collocando un campione raccolto nel liquido. Il liquido poi è presentato in una superficie costruita del substrato con sia le regioni di minimo che massime di attrito. Le goccioline che contengono il campione si muoveranno più rapidamente in alcune aree ma ancora in altri grazie di posizioni ad un rivestimento di nanoantenna che introduce più attrito. Questi arresto-e-vanno waterslides permettono che le goccioline di acqua siano dirette e trasportate ad un modo programmabile e riconfigurabile. Le posizioni “interrotte„ sono molto piccole a causa di un rivestimento complesso collocato dei nanotubes del carbonio sui micropillars incisi.

Questi punti prescritti con i nanoantennae sono stabiliti come sensori attivi. Il gruppo di Zhou e di Cheng riscalda la superficie del substrato in modo che la gocciolina di acqua ancorata cominci evaporare. In confronto ad evaporazione naturale, questa cosiddetta evaporazione Leidenfrost-assistita parziale fornisce una forza levitante che induce il contenuto della gocciolina a fluttuare verso il nanoantenna mentre il liquido evapora. Il gruppo delle particelle del campione si restringe verso il centro costretto della base della gocciolina, con conseguente pacchetto rapido-prodotto delle molecole dell'analito.

Per velocemente la percezione e l'analisi di queste molecole, un raggio laser è diretto sul punto con imballare-in molecole per generare i loro segnali luminosi vibratorii dell'impronta digitale, una descrizione delle molecole espresse nelle forme d'onda. Questo metodo di feedback laser-permesso a è chiamato la spettroscopia superficie-migliorata di Raman.

Tutto il questo accade appena in alcuni minuti e lo spettro dell'impronta digitale e la frequenza del coronavirus possono essere selezionati rapidamente di un programma dei dati restituiti.

Il gruppo del professor Cheng e di Zhou sta perseguendo un brevetto sul metodo ed egualmente sta perseguendo il finanziamento dagli istituti nazionali affinchè la salubrità consegni il metodo per uso molto diffuso.

Source:
Journal reference:

Song, J., et al. (2020) Partial Leidenfrost Evaporation-Assisted Ultrasensitive Surface-Enhanced Raman Spectroscopy in a Janus Water Droplet on Hierarchical Plasmonic Micro-/Nanostructures. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c04239.