Wetenschappers van de ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Group onder leiding van ICREA Prof. Arben Merkoçi hebben een onderzoek uitgevoerd om de gevoeligheid van laterale flowtests te verbeteren. Ze omvatten cellulose-nanovezels in het testgebied, het produceren van een gemiddelde toename van 36,6 procent van het colorimetrische signaal bij positieve tests. De voorgestelde wijziging kan eenvoudig worden toegepast op elk soort laterale stroomstrook, waardoor het kan worden gebruikt in point-of-care-toepassingen.

Laterale flow-tests worden gebruikt in een breed scala van sectoren, inclusief menselijke gezondheid en farma, milieu testen, diergezondheid, testen van levensmiddelen en diervoeders, en de gezondheid van planten en gewassen. Het zijn op papier gebaseerde biosensoren die voldoen aan de eisen van de ASSURED-criteria van de Wereldgezondheidsorganisatie voor apparaten, dat ze betaalbaar moeten zijn, gevoelig, selectief, gebruikersvriendelijk, snel en robuust, en afleidbaar zijn voor de eindgebruiker. Paradoxaal genoeg, gevoeligheid is niet altijd verzekerd.

Hun functie is eenvoudig:een vloeistofmonster, met of zonder een specifieke analyt, wordt aangebracht op het ene uiteinde van de strip. Bepaalde deeltjes (transducers) die zijn voorbereid om aan die analyt te hechten, worden door de vloeistof meegesleurd. Antilichamen in grote hoeveelheden worden op de testlijn aangebracht om de met de transducers gemarkeerde analyt vast te houden. Als de analyt in het monster aanwezig is, de testlijn zal gekleurd zijn vanwege de transducers. Anders, de deeltjes zullen hun reis voortzetten tot het einde van de strip.

Onderzoekers van het ICN2, in samenwerking met de Universiteit van Girona, een manier rapporteren om de gevoeligheid van de test te verhogen met slechts een kleine toename in tijd. De resultaten zijn gepubliceerd in Biosensoren en bio-elektronica door eerste auteur Dr. Daniel Quesada-González, nu onderzoeker bij de spin-off Paperdopdx.

Een manier om de gevoeligheid van de strips te vergroten heeft te maken met hun porositeit. Als de poriën groot genoeg zijn, de transducers kunnen er doorheen gaan in plaats van te stoppen in de testlijn, afnemende gevoeligheid. Als de poriën te klein zijn, gevoeligheid neemt toe, maar het monster zal langzamer stromen.

Het nieuwe onderzoek stelt voor om de poriegrootte alleen op het testgebied te verkleinen door cellulose-nanovezels in die zone op te nemen. Ze zijn biocompatibel met antilichamen, waardoor de gebieden waar ze op het oppervlak van de strip kunnen worden geplaatst, worden vergroot, waar de kleur van de transducerdeeltjes het best wordt gewaardeerd. Dankzij deze wijziging de onderzoekers zagen een gemiddelde toename van 36,6 procent van het colorimetrische signaal, wat betekent dat er meer transducerdeeltjes in de testlijn werden vastgehouden. Ze hebben ook aangetoond dat deze retentie alleen te wijten is aan de interactie van de analyten met de antilichamen, niet vanwege interacties van de transducers met cellulose-nanovezels, wat valse positieven voorkomt.

Deze strategie zou kunnen worden gebruikt om beter onderscheid te maken tussen vergelijkbare concentraties van een bepaalde analyt, wat handig is, vooral bij diagnostische toepassingen. Het hogere gevoeligheidsniveau maakt een kwantitatieve analyse van de monsters mogelijk met behulp van een eenvoudig camera-apparaat zoals dat is geïntegreerd in smartphones. De voorgestelde wijziging is goedkoop en kan gemakkelijk worden toegepast, waardoor het kan worden gebruikt in point-of-care-toepassingen.