Wang e seus colegas exploraram sensores que poderiam detectar bactérias e vírus no ar. De volta em janeiro
Na maioria dos laboratórios para detecção de víruspara infecções respiratórias, é utilizado um método molecular chamado reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa, também conhecida como RT-PCR. Este é um método conhecido que pode detectar até uma pequena quantidade do vírus, mas está completamente errado. Por exemplo, há evidências de que 30% dos testes russos estão incorretos.
Jing Wang e sua equipe desenvolveram uma alternativamétodo de teste na forma de um biossensor óptico. O sensor combina dois efeitos diferentes para detecção segura e confiável de vírus: óptico e térmico. É feito de pequenas estruturas de ouro, as chamadas nano-ilhas douradas, e está localizado em um substrato de vidro. Os receptores de DNA obtidos artificialmente que correspondem a sequências específicas de RNA de SARS-CoV-2 são enxertados em nano-ilhas. Assim, os receptores no sensor são sequências complementares de seqüências únicas de RNA de vírus que podem identificar o vírus de maneira confiável.
Tecnologia que os pesquisadores usam paraA detecção, chamada LSPR, é uma abreviação de ressonância plasmônica localizada na superfície, um fenômeno óptico que ocorre em nanoestruturas metálicas. Quando excitados, eles modulam a luz incidente em uma certa faixa de comprimento de onda e criam um plasmon de campo próximo ao redor da nanoestrutura. Quando as moléculas se ligam à superfície, o índice de refração local no plasmônio excitado próximo ao campo muda. Um sensor óptico localizado na parte traseira do sensor pode ser usado para medir essa alteração e determinar se a amostra contém os fios de RNA em questão.
É verdade que é importante que apenas essas cadeias sejam capturadasRNAs que correspondem exatamente ao receptor de DNA no sensor. Aqui o segundo efeito entra em jogo: o efeito fototérmico do plasmon. Se a mesma nanoestrutura no sensor é excitada por um laser de um determinado comprimento de onda, produz calor localizado.
E como isso ajuda na confiabilidade? O genoma do vírus consiste em apenas uma fita de RNA. Se essa cadeia encontrar seu análogo adicional e eles se unirem para formar uma cadeia dupla, ocorre um processo chamado hibridação. Um análogo é quando um fio duplo se divide em fios separados, esse processo é chamado de fusão ou desnaturação. Isso ocorre em um ponto de fusão específico. No entanto, se a temperatura ambiente for muito menor que o ponto de fusão, os fios que não se complementam também podem ser unidos. Isso pode levar a resultados de testes falsos. Se a temperatura ambiente for apenas ligeiramente menor que a temperatura de fusão, somente roscas adicionais poderão ser conectadas. E este é apenas o resultado do aumento da temperatura ambiente causado pelo efeito fototérmico do plasmon.
“Os testes mostraram que o sensor pode claramentedistinguir entre sequências de RNA muito semelhantes de dois vírus. E os resultados ficam prontos em minutos. É verdade que isso ainda requer desenvolvimento. Mas uma vez que o sensor esteja pronto, este princípio pode ser aplicado a outros vírus e ajudar a detectar e parar epidemias numa fase inicial.”
Jing Wang, inventor
Para demonstrar o quão confiável o novoo sensor detecta o vírus COVID-19 atual, os pesquisadores o testaram com um vírus muito próximo: o SARS-CoV. Este é um vírus que eclodiu em 2003 e causou uma pandemia de SARS. Dois vírus - SARS-CoV e SARS-CoV2 - diferem ligeiramente em seu RNA. E a verificação foi bem-sucedida.