De COVID-19-pandemie maakte duidelijk dat technologische innovaties dringend nodig waren om te detecteren, traktatie, en het SARS-CoV-2-virus te voorkomen. Anderhalf jaar na deze epidemie, golven van opeenvolgende uitbraken en de grote behoefte aan nieuwe medische oplossingen, vooral testen, blijven bestaan.

In de Journal of Vacuum Science &Technology B , onderzoekers van de Universiteit van Florida en de National Chiao Tung University in Taiwan rapporteren een snelle en gevoelige testmethode voor COVID-19-biomarkers.

De onderzoekers, die eerder detectie van biomarkers hebben aangetoond die relevant zijn bij epidemieën en noodsituaties, zoals het Zika-virus, hartaanvallen, en cerebrale spinale vloeistof lekt, hebben hun expertise ingezet om een ​​sensorsysteem te ontwikkelen dat binnen één seconde detectie biedt, wat veel sneller is dan de huidige COVID-19-detectiemethoden.

"Dit zou de trage doorlooptijd van COVID-19-tests kunnen verlichten, " zei Minghan Xian, een auteur en een promovendus in de chemische technologie aan de Universiteit van Florida.

Om de aanwezigheid van het virus te detecteren, moeten de nummers van de biomarker worden versterkt, zoals de kopieën van viraal ribonucleïnezuur in de gebruikelijke polymerasekettingreactietechniek voor de detectie van COVID-19, of het versterken van het bindingssignaal voor een doelbiomarker. De methode van de groep versterkt het bindingssignaal voor een doelbiomarker.

"Onze biosensorstrip is qua vorm vergelijkbaar met in de handel verkrijgbare glucoseteststrips, met een klein microfluïdisch kanaal aan de punt om onze testvloeistof te introduceren, " zei Xian. "Binnen het microfluïdische kanaal, een paar elektroden worden blootgesteld aan vloeistof. Een is bedekt met goud, en COVID-relevante antilichamen worden via een chemische methode aan het gouden oppervlak gehecht."

Tijdens het meten, sensorstrips worden via een connector op een printplaat aangesloten, en een kort elektrisch testsignaal wordt verzonden tussen de gouden elektrode die is gebonden met COVID-antilichaam en een andere hulpelektrode. Dit signaal wordt vervolgens teruggestuurd naar de printplaat voor analyse.

"Ons sensorsysteem, een printplaat, gebruikt een transistor om het elektrische signaal te versterken, die vervolgens wordt omgezet in een getal op het scherm, " zei Xian. "De grootte van dit aantal hangt af van de concentratie van antigeen, het virale eiwit, aanwezig in onze testoplossing."

Hoewel de sensorstrips van het systeem na gebruik duidelijk moeten worden weggegooid, de testprintplaat is herbruikbaar. Dit betekent dat de testkosten aanzienlijk kunnen worden verlaagd. De veelzijdigheid van deze technologie gaat veel verder dan het detecteren van COIVD-19.

"Door het type antilichamen dat aan het gouden oppervlak is bevestigd te veranderen, we kunnen het systeem hergebruiken om andere ziekten op te sporen, " zei Xian. "Het systeem kan dienen als een prototype voor gemodulariseerde, goedkope eiwitbiomarkersensoren voor snelle realtime feedback binnen klinische toepassingen, operatiekamers, of thuisgebruik."