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Un sensor sobre papel para descubrir COVID-19

News-Medical talks to Professor Dipanjan Pan about the development of a paper-based electrochemical sensor that can detect COVID-19 in less than five minutes.Thought LeadersProfessor Dipanjan PanProfessor, University of Maryland BaltimoreUniversity of Maryland Baltimore County

¿Qué le llevó a comenzar esta investigación?

La aparición del pandémico de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19) ha cambiado literalmente la manera que llevamos nuestras vidas. La extensión rápida de syndrome-coronavirus-2 respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) exige diagnosis exacta y de la masa-escala prevenir la transmisión de este virus.

Pero hay una escasez de pruebas diagnósticas rápidas junto con la inaccesibilidad de técnicas instrumentales avanzadas a todos los centros diagnósticos, especialmente los alejados. Este defecto importante contribuye a la extensión más grande del virus seguido por una tasa de mortalidad creciente.

El estímulo mayor de nuestro trabajo era desarrollar una solución traducible para este problema que puede determinar los casos positivos COVID-19 posiblemente dentro de algunos minutos sin el acceso a las técnicas instrumentales avanzadas unas de los.

Describa por favor el sensor que usted ha desarrollado. ¿Cómo usted desarrolló este sensor y cómo descubre COVID-19?

Esto es una prueba molecular. Descubrimos las nuevas moléculas que pueden atar al material genético viral con alta especificidad. Aplicamos estas moléculas conjuntamente con los nanoparticles hechos del oro.  Estos materiales se depositan en un substrato sobre papel que contiene el graphene altamente conductor.

Debido a la alta conductividad del oro y del graphene, esta plataforma llega a ser ultrasensible en descubrir cambios en señales eléctricas. Mientras que el material genético viral experimenta el hibridación con las antenas moleculares, causa un cambio en la reacción eléctrica del sensor.

Este proceso acelera la transferencia del electrón y cuando está extendido por la plataforma que detecta, da lugar a un aumento en la señal de rendimiento e indica la presencia del virus.

Extracto de la investigación

Extracto. Haber de imagen: ACS 2020 nano

¿Cómo usted ha probado el sensor?

El sensor pasó la validación extensa en la fijación del laboratorio usando el ARN viral COVID-19. Una vez que eso fue lograda, la validación clínica fue realizada con las muestras nasofaríngeas humanas del lampazo cerco de pacientes del positivo COVID-19.  

¿Qué métodos actuales de la prueba COVID-19 están disponibles?

Actualmente, COVID-19 está siendo diagnosticado por cuatro de las técnicas mayores: (1) reacción en cadena de polimerasa de la reverso-transcripción (RT-PCR) y secuencia del gen; (2) un análisis inmunológico serológico anticuerpo-basado y (3) tomografía calculada del pecho (CT) y (4) técnicas antígeno-basadas.

Sin embargo, el acceso inadecuado a las técnicas instrumentales avanzadas, no puede denunciar a menudo los casos positivos COVID-19 en su presentación inicial que lleva a la extensión de esta enfermedad infecciosa a una comunidad más ancha. Varios partes indicaron que las pruebas antígeno-basadas pueden llevar a los resultados erróneos.

Prueba de RT-PCR COVID-19

Prueba de RT-PCR COVID-19. Haber de imagen: anyaivanova/Shutterstock.com

¿Por qué es este sensor tan ventajoso y cómo podría cambiar el curso del pandémico global?

Conseguir una prueba molecular hecha en un punto del cuidado no es una tarea trivial. Nuestros resultados indicaron que podemos lograr sensibilidad, especificidad, y límites de detección notables. De hecho, podemos descubrir ~6 copias virales/microlitro en las muestras cerco de pacientes del positivo COVID-19.

Por otra parte, la ventaja de esta tecnología es que no necesitamos un paso adicional de la amplificación alcanzar tal sensibilidad notable. Esto es crítico porque el paso de la amplificación se realiza a menudo en las temperaturas altas. El requisito de la temperatura alta hace difícil en la práctica traducir cualquier prueba diagnóstica molecular que implica un paso de la calefacción.

Nuestra tecnología es falta de un paso de la calefacción de la amplificación y genera resultados en minutos. La simplicidad notable y la muestra rápida al tiempo de reacción hacen esta tecnología ventajosa.

¿Se podía su investigación aplicar a otras enfermedades?

Sí. Hemos desarrollado una tecnología de la plataforma que se puede aplicar para descubrir muchas otras enfermedades intercambiando el adorno químico que es responsable de atar al material genético del objetivo.

Hemos demostrado que nuestra invención se puede aplicar con éxito a otras enfermedades infecciosas de orígenes bacterianos y virales.

¿Cuándo podría este sensor llegar a ser extensamente accesible, y cuál son los pasos siguientes para su investigación?

Mis personas que la experiencia multidisciplinaria incluida del Dr. Parikshit Moitra (un químico biológico y facultad menor en mi laboratorio), de ms Maha Alafeef (estudiante de tercer ciclo de tercer año en bioingeniería), y de Sr. Ketan Dighe (un ingeniero eléctrico y profesor investigador) ha estado trabajando implacablemente para desarrollar un prototipo.

Hemos autorizado con éxito nuestra plataforma plasmonic a una compañía. Actualmente, esa prueba se está desarrollando para la comercialización. Estamos anticipando que la tecnología plasmonic se puede traer en el mercado muy rápidamente.

La compañía también está buscando la autorización de la aprobación en caso de emergencia (EUA) del FDA. Para la aproximación electroquímica, estamos teniendo discusiones tempranas con las compañías interesadas múltiples.

Virus SARS-CoV-2

Haber de imagen: Estudio/Shutterstock.com de Borealis de la corona

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre profesor Dipanjan Pan

Profesor Dipanjan Pan, ms, Ph.D., es un experto renombrado en nanomedicine, proyección de imagen molecular, lanzamiento de la droga, y biosensing. Él es actualmente catedrático ejercido en radiología diagnóstica y la ingeniería nuclear del remedio, de la pediatría y de la substancia química, bioquímica y ambiental en la Facultad de Medicina y la Universidad de Maryland el condado de Baltimore de Baltimore de la Universidad de Maryland.Profesor Dipanjan Pan

Antes de trasladarse a Maryland, él era un jefe ejercido del profesor adjunto y del socio del departamento en bioingeniería y la ciencia material e ingeniería e instituto de la continuidad en energía y del ambiente en la Universidad de Illinois, Urbana-Chamán. Él administrativo dirige la base de la nanofabricación y de la caracterización en CBOTH y a un director para los recursos de investigación del diseño de la antena en radiología.

El laboratorio de profesor Pan's combina únicamente química, biología, y la ingeniería fundamentales para traer una solución a los problemas de hoy de la atención sanitaria. A lo largo de los años, esta investigación ha dado lugar a más de 200 publicaciones par-revisadas de alto impacto en los gorrones científicos, extractos numerosos de la conferencia y ha sido soportada por el financiamiento externo multimillonario de NIH, del NSF, del DoD, de la asociación americana del corazón, y de otras fuentes de financiamiento privadas/fundacionales.

Profesor Pan corregida y coescrita dos libros publicados por Taylor y Francois (Nanomedicine: Una perspectiva suave de la materia, ISBN-13: 978-1466572829) y saltador (remedio personalizado con una torsión de Nanochemistry: Nanomedicine (temas en la química medicinal, ISBN-13: 978-3319335445).  Él lleva a cabo las patentes múltiples (>30 los E.E.U.U. concedido patentes y usos), accesos numerosos de la invención varias juicios clínicas en curso. Él es el fundador de tres lanzamientos tempranos de origen universitario. Él es el CEO/President para una biotecnología Vitruvian de lanzamiento bio, dedicado a las terapias imagen-conducidas novela que se convierten. Él cofundó las tecnologías de InnSight dedicadas a las soluciones biosensing de la siguiente-generación que se convertían para las enfermedades oculares.

Su otra compañía KaloCyte, Inc, que él cofundó con sus colaboradores clínicos, desarrolla una carrera artificial del oxígeno. Él actúa como principal oficial de la tecnología para todos los efectos de su laboratorio. Su tecnología se ha autorizado por tiempos comerciales del múltiplo del revelado. Él sirve como pieza del comité examinador de la sección del estudio para NIH, CDMRP (DoD), el NSF, y un miembro del comité múltiple de la revista para la asociación americana del corazón.

En 2016 él recibió la recompensa del investigador (NML) de la carta de los Nanomaterials, en 2017 una recompensa joven del innovador de la sociedad de la ingeniería biomédica (BMES), y decanos Award para la excelencia de la investigación en 2018. Él es una persona elegida de la sociedad real de la química, una persona de la asociación americana del corazón, y una persona elegida de la universidad americana de la cardiología.

Profesor Pan es editor asociado para los ALAMBRES Nanomedicine y la nanobiotecnología, y una pieza editorial del comité consultivo del producto farmacéutico molecular (ACS).

Emily Henderson

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Emily Henderson

Emily Henderson graduated with a 2:1 in Forensic Science from Keele University and then completed a PGCE in Chemistry. Emily particularly enjoyed discovering new ideas and theories surrounding the human body and decomposition. In her spare time, Emily enjoys watching crime documentaries and reading books. She also loves the outdoors, enjoying long walks and discovering new places. Emily aims to travel and see more of the world, gaining new experiences and trying new cultures. She has always wanted to visit Australia and Indonesia.

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