Onderzoekers gebruiken laserlichttechnologie om draagbare biosensoren te ontwikkelen die snel, realtime bloedtestresultaten voor patiënten, inclusief patiënten die lijden aan COVID-19 met secundaire infecties zoals longontsteking.

De technologie maakt gebruik van laserinterferometrie - waarbij twee lichtbundels samensmelten om een ​​interferentiepatroon te creëren - om eiwitten zoals procalcitonine, waarvan de bloedspiegel stijgt wanneer een patiënt een bacteriële infectie heeft.

De onderzoekers, van de Universiteit van York, hebben aangetoond dat de technologie levensvatbaar is en onderzoeken nu routes om deze op te schalen. Ze verwachten in de komende 24 maanden met de eerste patiëntproeven te kunnen beginnen.

Eenvoud en lage kosten

Hoofdauteur van de studie, Isabel Barth, van de afdeling Natuurkunde aan de Universiteit van York zei:"Er is al grote vooruitgang geboekt met biosensoren op basis van nanotechnologie, toch behalen maar heel weinig sensoren hoge prestaties terwijl ze ook zorgen voor eenvoud en lage kosten. Om deze waardevolle combinatie te bereiken, we hebben een zeer gevoelige sensor ontwikkeld op basis van de interferentie van licht en hebben geluidsbronnen geëlimineerd zonder de complexiteit te vergroten."

Senior auteur van de studie, Professor Thomas Krauss, van de afdeling Natuurkunde aan de Universiteit van York, toegevoegd:"Laser-interferometrie is een van de meest gevoelige manieren van meten die bekend is in de natuurkunde en onze studie maakt de weg vrij om deze technologie te integreren in een handheld biosensor-apparaat.

"Ons werk om dit apparaat te ontwikkelen heeft het potentieel om levens te redden door het diagnostische proces aanzienlijk te versnellen. Momenteel, COVID-patiënten en patiënten met andere virale infecties die secundaire infecties vermoeden, moeten wachten tot bloedmonsters voor analyse naar een laboratorium worden gestuurd. De technologie kan zowel tijdvertragingen als kosten besparen, terwijl het leveren van testen van dezelfde of zelfs betere kwaliteit.

"De technologie heeft ook het potentieel om meerdere biomarkers voor ziekten te detecteren, evenals antilichamen in een klein bloedmonster, wat de betrouwbaarheid van elke diagnose aanzienlijk zou verbeteren."

Antimicrobiële resistentie

Bij het ontwikkelen van de sensor de onderzoekers willen een hulpmiddel bieden dat huisartsen kan helpen bij hun besluitvorming. Bijvoorbeeld, bij de meeste patiënten die symptomen van infecties vertonen, het is moeilijk voor artsen om te beslissen of hun symptomen worden veroorzaakt door een virale of bacteriële infectie – kennis die cruciaal is om het onnodig voorschrijven van antibiotica en de verspreiding van antimicrobiële resistentie te verminderen.

Isabel Barth voegt toe:"De hoge gevoeligheid van onze sensor kan in de toekomst ook een zeer nauwkeurige en snelle diagnose mogelijk maken buiten een huisartsenpraktijk, bijvoorbeeld in een apotheek.

"Deze opwindende resultaten zouden niet mogelijk zijn geweest zonder de bijdragen van ons interdisciplinaire team van elektronische ingenieurs, Chemici en biologen en de sterke steun en het advies van klinische medewerkers van het York Hospital."