Разработан нанобиосенсор для быстрого обнаружения вируса гриппа

Ученые из Гонконгского политехнического университета (PolyU) создали новый нанобиосенсор для быстрого обнаружения вируса гриппа и других вирусов.

Принцип работы и преимущества

Новая технология использует оптический метод upconversion luminescence resonance energy transfer (LRET) для сверхчувствительного обнаружения вирусов. Процедура проста и сокращает время тестирования с 1–3 дней до 2–3 часов, что более чем в 10 раз быстрее традиционных клинических методов. Стоимость анализа — около 20 гонконгских долларов за образец, что на 80% ниже стоимости традиционных тестов.

Проблемы традиционных методов

Обычные методы обнаружения вируса гриппа, такие как RT-PCR и ELISA, имеют недостатки: RT-PCR — дорогой и долгий, а у ELISA — относительно низкая чувствительность. Это ограничивает их применение в качестве инструментов для оперативной диагностики на месте.

Как работает сенсор

Биосенсор основан на люминесцентной технике. Он использует upconversion nanoparticles (UCNPs), связанные с пробным олиго, чьи пары оснований ДНК комплементарны олиго вируса гриппа на gold nanoparticles (AuNPs). Подобно двум притягивающимся магнитам, они соединяются в процессе олиго-гибридизации. При освещении портативной лазерной указкой ближнего инфракрасного диапазона UCNPs испускают видимый зеленый свет, а AuNPs поглощают его. Концентрацию целевого вируса гриппа легко определить, измерив уменьшение интенсивности зеленого света.

Повышение чувствительности

Изначально метод LRET использовался в жидкой фазе. Чувствительность была значительно повышена (более чем в 10 раз) за счет применения системы с твердофазной нанопористой мембраной (NAAO). Многочисленные полые каналы в мембране NAAO предоставляют больше места для гибридизации олиго, что подтверждено клиническими тестами с инактивированными образцами вируса.

Ключевые особенности технологии

• Простота конструкции и эксплуатации, не требует дорогого оборудования и сложных навыков.
• Чувствительность сравнима с традиционными клиническими методами.
• По сравнению с обычной downconversion люминесценцией, метод наносит меньший ущерб генетическому материалу и не вызывает фоновой флуоресценции.
• Технология универсальна: зная уникальную генетическую последовательность целевого вируса, можно разработать комплементарный зонд, модифицировав захватывающий зонд UCNPs. Это позволяет обнаруживать различные типы вирусов.

Результаты исследования опубликованы в ведущих журналах по наноматериалам ACS Nano и Small. При поддержке Innovation and Technology Support Programme команда продолжит совершенствовать нанобиосенсор, повышая его чувствительность и специфичность, а также разрабатывая платформу для одновременного обнаружения нескольких вирусов гриппа.