Stvara se biosenzor koji otkriva koronavirus u zraku.

Wang i njegovi kolege istraživali su senzore koji mogu otkriti bakterije i viruse u zraku. Još u siječnju

rodila se ideja da se ta osnova koristi zadaljnji razvoj senzora kako bi mogao pouzdano identificirati određeni virus. Senzor neće nužno zamijeniti utvrđene laboratorijske testove, ali se može koristiti kao alternativna metoda za kliničku dijagnozu i, što je još važnije, za mjerenje koncentracije virusa u zraku u stvarnom vremenu: na primjer, na prepunim mjestima kao što su željezničke postaje ili bolnice.

Većina laboratorija za otkrivanje virusaRespiratorne infekcije koriste molekularnu tehniku ​​koja se naziva reverzna transkripcija polimeraznom lančanom reakcijom, zvanom RT-PCR. Ovo je dobro poznata metoda koja može otkriti čak i malu količinu virusa, ali ona je prilično mana. Na primjer, postoje dokazi da je 30% ruskih testova pogrešno.

Jing Wang i njegov tim razvili su alternativumetoda ispitivanja u obliku optičkog biosenzora. Senzor kombinira dva različita učinka za sigurno i pouzdano otkrivanje virusa: optički i termički. Izrađena je od sićušnih građevina zlata, koje se zovu zlatne nanoislands, a sjedi na staklenoj podlozi. Umjetno proizvedeni DNA receptori koji odgovaraju specifičnim RNA sekvencama SARS-CoV-2 cijepljeni su na nanoozorske otoke. Stoga su receptori na senzoru komplementarni jedinstvenim RNA sekvencama virusa, koje pouzdano mogu identificirati virus.

Tehnologija koju istraživači koristedetekcija, nazvana LSPR, kratka je za lokaliziranu površinsku plazmonsku rezonancu, optički fenomen koji se pojavljuje kod metalnih nanostruktura. Kada su uzbuđeni, oni moduliraju upadnu svjetlost u određenom rasponu valne duljine i stvaraju plazmoniku u blizini polja oko nanostrukture. Kad se molekule vežu na površinu, mijenja se lokalni indeks loma u pobuđenom plazmoniku u blizini polja. Optički senzor smješten na stražnjoj strani senzora može se koristiti za mjerenje te promjene i utvrđivanje sadrži li uzorak predmetne žice RNA.

Istina, važno je da su zarobljeni samo ti lanciRNA koji točno odgovaraju DNK receptoru na senzoru. Tu se odigrava drugi efekt: plazmonski fototermalni učinak. Ako se ista nanostruktura na senzoru pobudi laserom određene valne duljine, ona proizvodi lokaliziranu toplinu.

I kako to pomaže pouzdanosti? Genom virusa sastoji se od samo jednog lanca RNA. Ako ovaj lanac nađe svoj dodatni analog i povežu se, tvoreći dvostruki lanac, tada dolazi do procesa koji se naziva hibridizacija. Analogno - kada se dvostruki lanac razdvaja na odvojene niti, taj se postupak naziva topljenjem ili denaturacijom. To se događa kod određenog tališta. Međutim, ako je temperatura okoline znatno niža od tališta, također se mogu spojiti žice koje se ne nadopunjuju. To može dovesti do lažnih rezultata ispitivanja. Ako je temperatura okoline tek nešto niža od točke taljenja, tada se mogu pričvrstiti samo dodatni niti. A upravo je to posljedica povišene temperature okoline uzrokovane plazmoničnim fototermalnim učinkom.

“Testovi su pokazali da senzor može jasnorazlikovati vrlo slične RNA sekvence dvaju virusa. A rezultati su spremni za nekoliko minuta. Istina, ovo još uvijek zahtijeva razvoj. Ali kada senzor bude spreman, ovo se načelo može primijeniti na druge viruse i pomoći u otkrivanju i zaustavljanju epidemija u ranoj fazi."

Jing Wang, izumitelj

Da pokažem koliko je novo pouzdanosenzor otkriva trenutni COVID-19 virus, istraživači su ga testirali s vrlo srodnim virusom: SARS-CoV. Ovo je virus koji je izbio 2003. godine i izazvao pandemiju SARS-a. Dva virusa - SARS-CoV i SARS-CoV2 - malo se razlikuju u svojoj RNA. I provjera je bila uspješna.