Az Aptamer-alapú bioszenzorok forradalmasíthatják a vírusok kimutatását

Az Aptamer-alapú bioszenzorok forradalmasíthatják a vírusok kimutatását

A gyors és megbízható vírusészlelés az egyik legfontosabb eszköz a járványkitörések leküzdésére, a szezonális influenzától a globális járványokig, mint például a COVID-19. Egy új ismertető jelent meg benBioszennyezőkiemeli az aptamer-alapú bioszenzorokként ismert diagnosztikai eszközök ígéretes osztályában elért jelentős előrelépéseket, amelyek elősegíthetik a gyorsabb, olcsóbb és hordozhatóbb vírustesztet a klinikákon, a közösségekben és a terepen.

A Dalian Műszaki Egyetem kutatói által vezetett tanulmány azt vizsgálja, hogyan készülnek rövid DNS- vagy RNS-szálak, az úgynevezett aptamerek, és hogyan épülnek be a következő generációs bioszenzorokba a vírusok kimutatására. Az aptamerek nagy pontossággal tudnak kötődni a vírusokhoz, hasonlóan az antitestekhez, de könnyebben előállíthatók, stabilabbak magas hőmérsékleten, és könnyebben módosíthatók különböző érzékelőplatformokhoz.

A megbízható vírusészlelés szinte minden közegészségügyi válasz alapja, a betegek diagnózisától a járvány megfigyeléséig. Áttekintésünk azt mutatja, hogy az aptamer alapú bioszenzorok gyorsan áthidalják a szakadékot a laboratóriumi pontosság és a gyakorlati alkalmazhatóság között.

Jiuxing Li, megfelelő szerző

A hagyományos víruskimutatási módszerek, mint például a sejttenyésztés, az antigénteszt és a PCR, alapvető szerepet játszottak a betegségek leküzdésében, de kompromisszumokkal járnak. A sejttenyésztés lassú, és speciális létesítményeket igényel. Előfordulhat, hogy az antigéntesztek nem érzékenyek. A PCR nagyon pontos, de drága műszereket és képzett személyzetet igényel. Ezek a korlátozások késleltethetik az észlelést, különösen alacsony erőforrás-igényű vagy nagy igényű környezetben.

Az Aptamer-alapú bioszenzorok más megközelítést kínálnak. Az aptamereket a laboratóriumban a SELEX nevű eljárással választják ki, amely azonosítja azokat a szekvenciákat, amelyek szorosan és specifikusan kötődnek a vírus célpontjaihoz. Az antitestekkel ellentétben az aptamerek teljesen szintetikusak, így szerkezetük, teljesítményük és költségük pontos szabályozását teszik lehetővé.

Az áttekintés felvázolja a vírusfehérjék vagy teljes vírusrészecskék elleni aptamerek kiválasztásában a legújabb innovációkat, beleértve a sebességet, hatékonyságot és kötési teljesítményt javító fejlett SELEX technikákat. Ezek a fejlesztések lehetővé teszik, hogy az aptamerek lépést tartsanak a gyorsan mutáló vírusokkal, ami számos diagnosztikai eszköz számára folyamatos kihívást jelent.

Kiválasztás után az aptamerek különféle bioszenzorokba építhetők be, amelyek a víruskötést mérhető jellé alakítják. A szerzők elektromos jeleket generáló elektrokémiai érzékelőket, vizuálisan leolvasható fluoreszcens és színváltó vizsgálatokat, valamint olyan fejlett optikai platformokat írnak le, mint a felületi plazmonrezonancia és a felületen megerősített Raman-szórás a rendkívül érzékeny detektálás érdekében.

„Ezek a bioszenzorok a hagyományos laboratóriumokon kívüli gyorstesztelésre is kifejleszthetők” – mondta Meng Liu, a társszerző. „Egyes platformok percek alatt képesek eredményt adni, minimális minta-előkészítést igényelnek, és hordozható vagy kézi eszközökkel is működtethetők.”

Fontos, hogy a felülvizsgálat hangsúlyozza, hogy az aptamer alapú bioszenzorok nem korlátozódnak a klinikai diagnosztikára. Nagy potenciált mutatnak a környezeti megfigyelés, az élelmiszerbiztonság és a korai figyelmeztető rendszerek terén is, amelyek észlelik a vírusokat a felületeken, a vízben vagy a levegőben, mielőtt a járvány kitörése elterjedne.

A szerzők a fennmaradó kihívásokkal is foglalkoznak, beleértve a nagyszabású érvényesítést, szabványosítást és a valós tesztelési munkafolyamatokba való integrációt. Megjegyzik, hogy az aptamer technológia mikrofluidikával, nanoanyagokkal és adatelemző eszközökkel való kombinálása tovább javíthatja a teljesítményt és a megbízhatóságot.

„Célunk, hogy világos keretet biztosítsunk a kutatók és a fejlesztők számára” – mondta Li. "Az erősségek és a fennmaradó akadályok megértésével felgyorsíthatjuk ezeknek a bioszenzoroknak a laboratóriumból a gyakorlati alkalmazásokba való átültetését."

Ahogy a világ folyamatosan készül a jövőbeli vírusfenyegetésekre, az aptamer alapú bioszenzorok a globális diagnosztikai eszköztár fontos részévé válhatnak, gyorsabb és rugalmasabb módot biztosítva a vírusok észlelésére, bárhol és bármikor megjelenjenek.

Források: