Onderzoekers zijn erin geslaagd om binnen 20 minuten anti-aviaire influenzavirusantilichamen in bloedserum te detecteren, met behulp van een draagbare analysator die ze hebben ontwikkeld om snelle biotests ter plaatse uit te voeren. Als een geschikt reagens wordt ontwikkeld, deze technologie kan worden gebruikt om antilichamen tegen SARS-CoV-2 op te sporen, het veroorzakende virus van COVID-19.

Aviaire influenza is een pluimveeziekte die wordt veroorzaakt door een infectie met het influenza A-virus. Een snelle eerste respons op een vermoedelijke infectie en continue bewaking zijn essentieel om de schade door hoogpathogene, overdraagbare ziekteverwekkers zoals aviaire influenzavirussen.

Over het algemeen, de polymerasekettingreactie (PCR)-methode wordt gebruikt om het virale genoom te detecteren, maar de ingewikkelde procedure ervan vereist een aanzienlijke hoeveelheid tijd. Een andere methode omvat het detecteren van antilichamen die in het lichaam worden geproduceerd als reactie op een virusinfectie. Echter, veelgebruikte antilichaamdetectiemethoden kunnen onnauwkeurig zijn omdat het bestaan ​​van de antilichamen over het algemeen wordt bepaald door het gezichtsvermogen.

De groep, waaronder Keine Nishiyama, een doctoraalstudent aan de Graduate School of Chemical Science and Engineering van Hokkaido University, en professor Manabu Tokeshi van de faculteit Ingenieurswetenschappen van de universiteit, voerde deze studie uit om een ​​nieuwe methode en analysator te ontwikkelen die in staat is om snel, gemakkelijke en selectieve detectie van antilichamen. De methode is gebaseerd op conventionele fluorescentiepolarisatie-immunoassay (FPIA), maar past een ander meetmechanisme toe om de analysator veel kleiner en draagbaarder te maken. De analyser weegt slechts 5,5 kilogram.

Het gecombineerde gebruik van vloeibare kristalmoleculen, een beeldsensor en het microfluïdische apparaat maken het mogelijk om meerdere monsters tegelijkertijd te onderzoeken en vermindert het benodigde volume van elk monster. Vloeibare kristalmoleculen zijn in staat om de polarisatierichting van fluorescerend licht te regelen, terwijl het microfluïdische apparaat een aantal microkanalen als meetvat heeft.

De groep ontwikkelde ook een reagens om anti-H5 aviaire influenzavirus antilichaam te detecteren, een fluoresceïne-gelabeld eiwit dat alleen bindt met het antilichaam. Het reagens werd gemaakt door hemagglutinine (HA) eiwitfragmenten te reproduceren, die tot expressie worden gebracht op het oppervlak van het H5-vogelgriepvirus, door gen-recombinatie en door fluorescerende moleculen aan de fragmenten te labelen.

Om de meting uit te voeren, serum verzameld van vogels werd gemengd met het reagens en gedurende 15 minuten met rust gelaten. Het mengsel werd in het microfluïdische apparaat geïnjecteerd en gemeten met de draagbare fluorescentiepolarisatieanalysator. Moleculaire bewegingen van het met het antilichaam gebonden reagens zullen kleiner zijn in de vloeistof, het produceren van een verschillende mate van polarisatie van het reagens dat niet aan het antilichaam is gebonden. Het systeem kan anti-H5 aviaire-influenzavirusantilichamen detecteren met slechts 2 microliter serummonster en binnen 20 minuten.

"Onze analysator kan worden gebruikt om andere biotesten uit te voeren als geschikte reagentia worden ontwikkeld, ", zegt Tokeshi. De groep heeft al met succes mycotoxinen en medicijnbestanddelen gedetecteerd. "Door fragmenten van spike-eiwitten te reproduceren die tot expressie worden gebracht in het nieuwe coronavirus, en ze als het reagens te gebruiken, de analysator moet anti-coronavirusantilichamen kunnen detecteren."