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La prova chip chip novella dell'antigene può fornire la rilevazione ultrasensibile di SARS-CoV-2, l'influenza A

I ricercatori al UC Santa Cruz hanno sviluppato rispettivamente una prova chip chip novella dell'antigene che può fornire la rilevazione ultrasensibile di SARS-CoV-2 e di influenza A, i virus che causano COVID-19 e l'influenza.

La prova è abbastanza sensibile individuare ed identificare i diversi antigeni virali uno per uno nei campioni nasali del tampone. Questa tecnica ultrasensibile ha potuto finalmente essere sviluppata poichè uno strumento diagnostico molecolare per uso di punto-de-cura. I ricercatori hanno riferito i loro risultati in un 4 maggio pubblicato documento negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze.

Ciò è un biosensore chip chip capace di rilevazione delle proteine diverse uno alla volta e mostriamo come può essere usato per individuare ed identificare gli antigeni per le malattie multiple allo stesso tempo.„

Holger Schmidt, studia l'autore ed il professor senior, elettrico e ingegneria informatica, UC Santa Cruz

“È un intero nuovo modo di ricerca dei biomarcatori molecolari, non solo per le malattie infettive, ma per tutti i biomarcatori della proteina utilizzati in prova medica,„ Schmidt aggiunto, che tiene la presidenza di Kapany in optoelettronica e dirige il W.M. Keck Center per Nanoscale Optofluidics al banco del Baskin di UCSC di assistenza tecnica.

Il sistema monetario aureo corrente per la diagnostica delle infezioni SARS-CoV-2 usa la tecnologia di PCR per ampliare le piccole quantità del materiale genomica del virus ed i campioni sono analizzati in laboratori centralizzati quale il laboratorio diagnostico clinico del Colligan di UCSC. Le prove dell'antigene, che individuano le proteine virali, sono più veloci e più facili da usare e da essere approvato per le prove sul punto di cura (per esempio, ambulatori) e perfino per uso casalingo, ma queste prove non sono considerate abbastanza accurato per processo decisionale clinico ed i loro risultati possono richiedere la conferma con una tecnica più affidabile.

La nuova prova chip chip dell'antigene è non solo altamente sensibile, ma egualmente permette alla prova simultanea per i virus multipli da un campione.

Ciò è importante per le malattie quali COVID-19 ed influenza che hanno simili sintomi. Le misure applicate per gestire la pandemia COVID-19 hanno diminuito drammaticamente l'incidenza di influenza, ma in futuro medici possono avere bisogno di una prova rapida che può dire loro quale virus respiratorio un paziente è infettato con.

Il laboratorio di Schmidt, in collaborazione con il gruppo di Aaron Hawkins del co-author alla Brigham Young University, ha aperto la strada “alla tecnologia del chip optofluidic„ per i sistemi diagnostici biomedici, combinante il microfluidics (canali minuscoli per la manipolazione dei campioni liquidi su un chip) con l'ottica integrata per l'analisi ottica di singole molecole.

Per sviluppare la nuova prova dell'antigene, il gruppo di Schmidt ha progettato una sonda fluorescente abbastanza luminosa che i diversi indicatori possono essere individuati otticamente sul chip. “La capacità di individuare i diversi indicatori che il mezzo là non è esigenza di un punto di amplificazione, che elimina alcuna della complessità del trattamento,„ lui ha spiegato.

Il laboratorio di Schmidt stava sviluppando le prove per altre malattie infettive quando COVID-19 è emerso l'anno scorso come un pandemico globale. Inizialmente, la ricerca si è fermata mentre un arresto in tutto lo stato ha tenuto ognuno a casa. Ma era chiaro a Schmidt che la tecnologia che diagnostica il suo laboratorio stava sviluppando per il virus di Zika ed altre malattie infettive potrebbero adattarsi per COVID-19.

“Una volta che fossimo permessi ritornare al laboratorio per la ricerca essenziale, i miei studenti hanno cominciato entrare lavorare nel laboratorio da soli su una prova di coronavirus,„ Schmidt ha detto. “Era uno sforzo eroico dai miei studenti per sviluppare queste prove da zero. In primo luogo siamo stati interrotti dalla pandemia e poi gli incendi violenti colpo e noi hanno dovuto evacuare i nostri campioni a Stanford ed interrompere ancora. Ma hanno continuato andare.„

Il dottorando Alexandra Stambaugh piombo lo sforzo ed è primo autore del documento. Il gruppo ha lavorato con il laboratorio diagnostico della città universitaria per ottenere i campioni nasali del tampone per provare. Hanno usato soltanto i campioni che avevano verificato la quantità negativa a coronavirus, aggiungenti gli antigeni virali ai campioni alle concentrazioni clinicamente pertinenti per convalidare le prove.

La prova usa “un approccio del panino dell'anticorpo„ comunemente usato per i immunoassays. In questo caso, gli anticorpi specifici per l'antigene dell'obiettivo sono fissati alle microperle magnetiche, di modo che tutto l'antigene dell'obiettivo presente nel campione attacca alle perle. Dopo avere lavato, un secondo anticorpo con l'indicatore fluorescente fissato si aggiunge e lega a tutto l'antigene dell'obiettivo presente sulle perle.

Gli indicatori fluorescenti sono fissati agli anticorpi da un distanziatore che può essere fenduto da luce ultravioletta, che rilascia gli indicatori per attraversare il chip di rilevazione in cui sono individuati uno per uno. I ricercatori hanno fissato un indicatore verde all'anticorpo di coronavirus e un indicatore rosso all'anticorpo di influenza per distinguere fra i due virus.

Source:
Journal reference:

Stambaugh, A., et al. (2021) Optofluidic multiplex detection of single SARS-CoV-2 and influenza A antigens using a novel bright fluorescent probe assay. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2103480118.