De meest voorkomende teststrip die mensen voor de diagnose kunnen bedenken, is een zwangerschapstest voor thuis. Zwangere vrouwen hebben gestaag toenemende niveaus van de biomarker humaan choriongonadotrofine (hCG), die gemakkelijk aantoonbaar is in urine en een dunne, er verschijnt een kleurrijke strip met antilichamen wanneer hCG aanwezig is.

Echter, er zit veel meer hCG in de plas dan aan kankerbiomarkers in het bloed. Het identificeren van minieme concentraties is de grootste uitdaging van teststrips die zijn ontwikkeld om alles op te sporen, van kanker tot infectieziekten tot hartproblemen. De eigenlijke streep op het papier is gewoon niet gevoelig genoeg om van kleur te veranderen zodat een menselijk oog het gemakkelijk kan zien bij concentraties die een levensveranderend verschil maken.

Een beetje bling van nanodeeltjes zou daar verandering in kunnen brengen. En het zou volgens nieuw onderzoek onder leiding van Xiaohu Xia geen grote invloed hebben op de kosten van de huidige teststrips, een assistent-professor scheikunde aan de Michigan Technological University. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Nano-letters .

Gouden nanodeeltjes worden al tientallen jaren op grote schaal gebruikt voor in-vitrodiagnostiek om medische zorg- en behandelingsbeslissingen sneller en gemakkelijker te maken voor artsen en patiënten. Wat nieuw is aan Xia's onderzoek is het toevoegen van een dubbele functie aan het nanodeeltje door elk klein bolletje in een dunne laag platina te decoreren.

Hierdoor is het voor het blote oog gemakkelijker om veranderingen op de teststrip waar te nemen. Het verhoogt ook de nauwkeurigheid en biedt kwantificeerbare resultaten voor extreem lage concentraties van belangrijke biomarkers, die worden gemeten in picogrammen per milliliter. In de studie van Xia, ze richtten zich op prostaatspecifiek antigeen (PSA), op zoek naar signalen van slechts een biljoenste van een gram in een enkele druppel bloed.

"We eisen dat de detectie erg gevoelig is, "Xia zegt, uitleggen dat platina een geweldige katalysator is en dat een beetje een lange weg gaat om de chemische reactie te stimuleren die ervoor zorgt dat een teststripstreep verschijnt. "Gouden nanodeeltjes hebben een uitgesproken rode kleur en zolang het platina ultradun is, het rood van de gouden nanodeeltjes zal doorschijnen."

Xia's team ging nog een stap verder:ze creëerden een laaggevoelige modus (kleur van gouden nanodeeltjeskernen) en een hooggevoelige modus (kleur geproduceerd door platinahuiden door katalyse) om PSA te detecteren. Zoals onderstaande foto laat zien, de hoge gevoeligheidsmodus verbetert de zichtbaarheid van de teststrip aanzienlijk; de lage-gevoeligheidsmodus is vergelijkbaar met in de handel verkrijgbare teststrips.

Wat meer is, is dat Xia schat dat de dunne platinahuid de kosten van de huidige gouden nanodeeltjesteststrips op de markt niet significant zal verhogen en dat het ontwerp compatibel is met het detecteren van andere soorten kankerbiomarkers.

"Een belangrijk onderdeel van de teststrip zijn de antilichamen, die uniek zijn voor elke kankerbiomarker, en zijn in de handel verkrijgbaar, " zegt hij. "We kunnen het antilichaam gemakkelijk vervangen, dus dit is een algemeen detectieplatform."

De volgende stap is volgens Xia het verifiëren van de toepassing voor andere kankerbiomarkers en zelfs het experimenteren met toepassingen voor infectieziekten.

"Het voordeel van deze technologie is eenvoudig, " zegt hij. "Point-of-care-apparaten betekenen dat mensen ze kunnen kopen en zelf een diagnose kunnen stellen; in een kliniek, dit is een goedkope en snelle techniek die ook de diagnose en dus de behandeling verbetert."

Het enige dat nodig was, was een beetje versieren. Het toevoegen van wat nieuwe platina-bling aan old-school gouden nanodeeltjes zal helpen om verbeterde teststriptechnologie uit laboratoria naar klinieken en huizen te duwen.