Разработан быстрый тест на SARS-CoV-2 на основе новой технологии плазмонно-флуоресцентной метки
Инженеры из Школы инженерии Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе получили федеральное финансирование на разработку быстрого теста на COVID-19 с использованием новой технологии.
Команда профессора Шриканта Сингаманени разработала быстрый, высокочувствительный и точный биосенсор на основе сверхъяркой флуоресцентной нанозонда, называемой плазмонный флуор (plasmonic-fluor). Эта технология потенциально может быть широко внедрена, в том числе в условиях ограниченных ресурсов, так как требует менее сложных приборов для считывания результатов.
Предполагается, что биосенсор на основе плазмонного флуора будет в 100 раз чувствительнее по сравнению с обычными методами обнаружения антител к SARS-CoV-2. Повышенная чувствительность позволит легче выявлять положительные случаи и снизит вероятность ложноотрицательных результатов.
Принцип работы
Плазмонный флуор работает за счет увеличения соотношения флуоресцентного сигнала к фоновому шуму. Он эффективно «усиливает яркость» флуоресцентных меток, используемых в различных методах биосенсинга и биоимиджинга.
Нанометка состоит из золотых наночастиц, покрытых обычными флуорофорами (красителями). Исследователям удалось достичь увеличения яркости флуоресценции до 6700 раз по сравнению с обычными красителями, что потенциально может привести к ранней диагностике.
Золотая наночастица в центре действует как антенна, сильно поглощая и рассеивая свет. Этот сконцентрированный свет направляется в окружающие её флуорофоры. Кроме того, наночастицы ускоряют скорость испускания света флуорофорами. В результате каждая из примерно 200 молекул флуорофора вокруг наночастицы становится более эффективным «маячком», а их совокупный сигнал эквивалентен сигналу от 6700 обычных флуорофоров.
Преимущества и применение
Помимо обнаружения COVID-19, технология может использоваться для диагностики других состояний, например, измерения уровня соответствующих молекул в образцах крови или мочи для определения сердечного приступа.
Ключевые преимущества:
- Высокая чувствительность: Обнаружение крайне малых количеств целевых биомолекул.
- Сокращение времени анализа: Более яркие сигналы требуют меньшего количества захваченных белков для определения их наличия.
- Мультиплексирование: Возможность одновременного обнаружения нескольких белков.
- Совместимость: Не требует изменений в существующих лабораторных инструментах или методиках (например, в проточной цитометрии).
Исследование опубликовано в выпуске журнала Nature Biomedical Engineering от 20 апреля.
Технология лицензирована компании Auragent Bioscience LLC для дальнейшей разработки, масштабирования производства и коммерциализации.