Наноцеллюлозные волокна повышают чувствительность тест-полосок

Учёные из группы нанобиоэлектроники и биосенсоров ICN2 под руководством профессора Арбена Меркочи (ICREA) нашли способ повысить чувствительность иммунохроматографических тест-полосок. Добавление наноцеллюлозных волокон в тестовую зону привело к увеличению колориметрического сигнала на положительных тестах в среднем на 36.6%. Предложенная модификация проста и применима к любому типу тест-полосок, что позволяет использовать её в условиях пунктов оказания медицинской помощи (point-of-care).

Тест-полоски — это бумажные биосенсоры, соответствующие критериям ВОЗ ASSURED. Они широко применяются в здравоохранении, фармацевтике, экологическом мониторинге и контроле качества пищи. Однако их чувствительность не всегда достаточна.

Принцип работы прост: образец жидкости наносится на один конец полоски. Частицы-трансдукторы, способные связываться с целевым аналитом, переносятся жидкостью вдоль полоски. На тестовой линии закреплены антитела, которые захватывают аналит вместе с прикреплёнными к нему трансдукторами. Если аналит присутствует в образце, тест-линия окрашивается.

Исследователи из ICN2 в сотрудничестве с Университетом Жироны предлагают способ повысить чувствительность теста с минимальным увеличением времени анализа. Результаты опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Чувствительность полоски зависит от пористости материала. Слишком крупные поры позволяют частицам-трансдукторам проходить мимо тестовой линии, снижая чувствительность. Слишком мелкие поры повышают чувствительность, но замедляют поток жидкости.

Новое исследование предлагает уменьшить размер пор только в тестовой зоне, добавив туда наноцеллюлозные волокна. Они биосовместимы с антителами и увеличивают доступную для их закрепления поверхность, где цвет частиц-трансдукторов лучше всего различим. Благодаря этой модификации в тестовой линии задерживается больше трансдукторов.

Также доказано, что удержание частиц происходит исключительно за счёт взаимодействия аналита с антителами, а не из-за связывания трансдукторов с наноцеллюлозой, что исключает ложноположительные результаты.

Эта стратегия позволяет лучше различать близкие концентрации аналита, что особенно важно для диагностики. Повышенная чувствительность также даёт возможность проводить количественный анализ с помощью простой камеры, например, в смартфоне. Предложенная модификация недорогая и простая в применении.