Een onderzoeksteam van de Tokyo Medical and Dental University (TMDU) bouwt een nieuwe, op spanning gebaseerde biosensor voor het griepvirus die bijna 100 keer gevoeliger is dan conventionele tests. en kan onderscheid maken tussen menselijke en aviaire stammen.

Onderzoekers hebben een nieuwe, snelle biosensor voor de vroege detectie van zelfs kleine concentraties van het humane influenza A (H1N1) virus. Een dergelijke diagnose in een vroeg stadium is cruciaal om een ​​mogelijke uitbraak van een pandemie te voorkomen, aangezien antivirale medicatie tijdig moet worden toegediend. Conventionele tests voor het opsporen van het griepvirus zijn vaak traag en duur, en kan vroege virale infecties missen. In tegenstelling tot, de nieuwe biosensor meet kleine spanningsveranderingen in een elektrisch geleidend polymeer om snel virusconcentraties te detecteren die bijna 100 keer kleiner zijn dan de limiet van de momenteel beschikbare kits. Het werk werd gedaan aan de Tokyo Medical and Dental University (TMDU), in een samenwerking tussen het Institute of Biomaterials and Bioengineering en de afdeling Moleculaire Virologie.

Geleidende polymeren zijn een klasse van op koolstof gebaseerde moleculen die elektriciteit geleiden, maar kan ook in biologische omgevingen worden gebruikt. Het zijn zeer aantrekkelijke materialen voor biosensortoepassingen omdat onderzoekers gemakkelijk biomoleculen aan de polymeren kunnen hechten, waardoor ze zich kunnen binden aan specifieke doelen, zoals griepvirussen. In dit onderzoek, poly(3, 4-ethyleendioxythiofeen) (PEDOT) werd gemodificeerd met een functionele groep die bindt aan het H1N1-griepvirus van de mens, maar geen vogelgriepstammen. "Geleidende polymeren hebben verschillende voordelen ten opzichte van anorganische tegenhangers, " legt de corresponderende auteur Yuji Miyahara uit. "Deze omvatten het vermogen om zowel elektrische als ionische dragers te geleiden, mechanische flexibiliteit, lage cytotoxiciteit, goedkope productie door gieten of bedrukken, en afstembare eigenschappen via chemische synthese of doping."

Om de biosensor te bouwen, de polymeerfilm werd tussen twee elektroden geplaatst. Wanneer een oplossing met H1N1, die een minuscule positieve lading draagt ​​op zijn buitenste schil, was toegevoegd, sommige virussen plakten aan het polymeer en verhoogden de spanning gemeten door de elektroden. Met deze elektrische methode kan de sensor de aanwezigheid van minuscule hoeveelheden van het virus detecteren. Virale belastingen worden vaak gemeten in hemagglutinatie-eenheden (HAU). De nieuwe sensor kan virale concentraties detecteren van slechts 0,013 HAU. Ter vergelijking, in de handel verkrijgbare kits die immunochromatografische tests gebruiken, werken alleen voor concentraties van meer dan ongeveer 1,13 HAU. Dit vertegenwoordigt een bijna 100-voudige toename van de gevoeligheid. Studie co-auteur Shoji Yamaoka benadrukte de klinische toepassingen van het apparaat. "We hebben een geleidende op polymeren gebaseerde sensor ontwikkeld die een specifiek virus kan herkennen, wat het een goede kandidaat maakt voor draagbare monitoring en point-of-care-testen."

Het artikel, "Specifieke herkenning van humaan griepvirus met PEDOT-dragende sialic Acid-Terminated Trisaccharides" werd gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces bij DOI:10.1021/acsami.7b02523