Быстрый тест на основе магнитных наночастиц обнаруживает патогены за секунды
Новый высокочувствительный экспресс-тест, разработанный совместно университетами Вюрцбурга и Эрлангена (Германия), позволяет получить результат за несколько секунд. Для сравнения, существующие антигенные самотесты, ПЦР или ELISA-тесты на коронавирус требуют от 15 минут до нескольких часов.
Принцип работы: магнитные наночастицы и новый метод измерения
В основе теста лежат специально сконструированные магнитные наночастицы (MNP) — сферы из оксида железа размером в несколько сотен нанометров.
- Функционализация поверхности: Путём модификации поверхности частиц к ним можно прикрепить специфические антитела или антигены.
- Детекция связывания: Когда происходит связывание целевого биомолекулы (например, антитела к SARS-CoV-2), частица немного увеличивается.
- Метод COMPASS: Для измерения этого нанометрового изменения команда разработала новый метод — Critical Offset Magnetic PArticle SpectroScopy (COMPASS). Он требует небольших измерительных усилий, быстр и по чувствительности сравним со сложными ELISA-тестами.
Используя портативное устройство COMPASS размером с ноутбук, исследователи продемонстрировали, что тест за несколько секунд надёжно обнаруживает антитела к SARS-CoV-2 в образце слюны.
«Наш тест фактически занимает меньше минуты, включая забор пробы и всё остальное. Это открывает совершенно новые области применения, например, для контроля на входе на стадионы», — говорит физик, первый автор публикации в Nature Communications д-р Патрик Фогель.
Перспективы применения
«Новый метод измерения открывает множество возможных применений, где требуются скорость и надёжность», — отмечает профессор Фолькер Бер. Среди них:
- Выявление новых вирусных заболеваний.
- Скрининг скота на нотифицируемые болезни.
Адаптация теста к новым патогенам может быть реализована быстро, поскольку группа из Эрлангена способна производить магнитные наночастицы в больших масштабах. Для глобального массового производства потребуется крупный промышленный партнёр.
В настоящее время команда работает над более глубоким пониманием физики эффекта COMPASS и тестирует новую методологию в различных приложениях.