Wang és kollégái olyan szenzorokat fedeztek fel, amelyek képesek kimutatni a levegőben lévő baktériumokat és vírusokat. Még januárban
A legtöbb vírus kimutatására szolgáló laboratóriumbanlégúti fertőzések esetén molekuláris módszert alkalmaznak, amelyet fordított transzkripciós polimeráz láncreakciónak hívnak, amelyet RT-PCR néven is ismert. Ez egy közismert módszer, amely még a vírus kis mennyiségét is képes felismerni, de ez elég rossz. Például bizonyítékok vannak arra, hogy az orosz tesztek 30% -a helytelen.
Jing Wang és csapata alternatívát dolgozott kivizsgálati módszer optikai bioszenzor formájában. Az érzékelő két különböző hatást kombinál a biztonságos és megbízható vírusdetektálás érdekében: optikai és termikus. Apró aranyszerkezetekből, az úgynevezett arany nano-szigetekből készül, és üvegszubsztrátumon helyezkedik el. A mesterségesen előállított DNS-receptorokat, amelyek megfelelnek a specifikus SARS-CoV-2 RNS-szekvenciáknak, oltják a nano-szigetekre. Tehát az érzékelőn lévő receptorok egyedi vírus RNS-szekvenciák komplementer szekvenciái, amelyek megbízhatóan azonosíthatják a vírust.
Technológia, amelyet a kutatók használnakA detektálás, az úgynevezett LSPR, a lokalizált felszíni plazmonrezonancia rövidítése, ez egy optikai jelenség, amely a fém nanoszerkezetekben fordul elő. Ha izgatottak, akkor egy hullámhossztartományban modulálják a beeső fényt, és egy közeli mezős plazmont hoznak létre a nanoszerkezet körül. Amikor a molekulák a felülethez kötődnek, megváltozik a gerjesztett plazmon helyi törésmutatója a közeli mezőben. Az érzékelő hátulján található optikai érzékelő felhasználható ennek a változásnak a mérésére és annak meghatározására, hogy a minta tartalmaz-e a kérdéses RNS-szálakat.
Igaz, fontos, hogy csak ezeket a láncokat rögzítsékRNS-ek, amelyek pontosan megegyeznek az érzékelőn lévő DNS-receptorral. Itt a második hatás lép fel: a plazmon fototermikus hatása. Ha egy adott hullámhosszú lézer gerjeszti az érzékelő ugyanazon nanostruktúráját, akkor lokalizált hőt termel.
És hogyan segít elő a megbízhatóság? A vírus genomja csak egy RNS szálból áll. Ha ez a lánc megtalálja további analógját, és összekapcsolódik, hogy kettős láncot képezzen, akkor megtörténik a hibridizációnak nevezett folyamat. Egy analóg az, amikor egy kettős szál külön szálokra osztódik, ezt az eljárást olvadásnak vagy denaturációnak nevezik. Ez egy meghatározott olvadáspontban következik be. Ha azonban a környezeti hőmérséklet sokkal alacsonyabb, mint az olvadáspont, akkor az olyan fonalak is összekapcsolhatók, amelyek nem kiegészítik egymást. Ez hamis teszt eredményekhez vezethet. Ha a környezeti hőmérséklet csak kissé alacsonyabb, mint az olvadási hőmérséklet, akkor csak további meneteket lehet rögzíteni. És ez csak a megnövekedett környezeti hőmérséklet eredménye, amelyet a plazmon fototermikus hatása okoz.
„A tesztek kimutatták, hogy az érzékelő egyértelműen képesmegkülönböztetni két vírus nagyon hasonló RNS-szekvenciáját. És az eredmények percek alatt készen állnak. Igaz, ez még fejlesztést igényel. De amint az érzékelő készen áll, ez az elv más vírusokra is alkalmazható, és segít a járványok korai szakaszában történő észlelésében és megállításában."
Jing Wang, feltaláló
Annak bemutatása, mennyire megbízható az újaz érzékelő észleli az aktuális COVID-19 vírust, a kutatók egy nagyon közeli vírussal tesztelték: SARS-CoV. Ez egy olyan vírus, amely 2003-ban bontakozott ki és SARS-járványt okozott. Két vírus - a SARS-CoV és a SARS-CoV2 - kissé különbözik RNS-ben. És az ellenőrzés sikeres volt.