Aptamer pagrindu pagaminti biosensoriai gali pakeisti virusų aptikimą

Aptamer pagrindu pagaminti biosensoriai gali pakeisti virusų aptikimą

Greitas ir patikimas virusų aptikimas yra viena iš svarbiausių priemonių kontroliuoti protrūkius – nuo ​​sezoninio gripo iki pasaulinių pandemijų, tokių kaip COVID-19. Paskelbta nauja apžvalgaBioteršalaspabrėžia didelę pažangą perspektyvioje diagnostikos priemonių klasėje, vadinamoje aptamerio pagrindu veikiančiais biojutikliais, kurie galėtų padėti atlikti greitesnį, pigesnį ir nešiojamesnį virusų tyrimą klinikose, bendruomenėse ir lauke.

Tyrime, kuriam vadovavo Daliano technologijos universiteto mokslininkai, tiriama, kaip trumpos DNR arba RNR grandinės, vadinamos aptamerais, gaminamos ir integruojamos į naujos kartos biojutiklius virusų aptikimui. Aptamerai gali prisijungti prie virusų labai tiksliai, panašiai kaip antikūnai, tačiau juos lengviau gaminti, jie stabilesni aukštoje temperatūroje ir lengviau modifikuojami skirtingoms jutimo platformoms.

Patikimas virusų aptikimas yra beveik kiekvieno visuomenės sveikatos atsako pagrindas – nuo ​​paciento diagnozės iki protrūkio stebėjimo. Mūsų apžvalga rodo, kad aptamerio pagrindu pagaminti biojutikliai greitai užpildo atotrūkį tarp laboratorinio tikslumo ir praktinio pritaikymo.

Jiuxing Li, atitinkamas autorius

Tradiciniai viruso aptikimo metodai, tokie kaip ląstelių kultūra, antigenų tyrimas ir PGR, vaidino esminį vaidmenį kontroliuojant ligas, tačiau yra kompromisų. Ląstelių kultūra yra lėta ir reikalauja specialių patalpų. Antigenų testai gali būti nepakankamai jautrūs. PGR yra labai tikslus, tačiau tam reikalingi brangūs instrumentai ir apmokytas personalas. Šie apribojimai gali atidėti aptikimą, ypač mažai išteklių reikalaujančioje arba didelės paklausos aplinkoje.

Aptamer pagrindu pagaminti biojutikliai siūlo kitokį požiūrį. Aptamerai atrenkami laboratorijoje naudojant SELEX procesą, kuris identifikuoja sekas, kurios glaudžiai ir konkrečiai jungiasi su viruso taikiniais. Skirtingai nuo antikūnų, aptamerai yra visiškai sintetiniai, todėl galima tiksliai kontroliuoti jų struktūrą, veikimą ir kainą.

Apžvalgoje pateikiamos naujausios naujovės atrenkant aptamerius nuo viruso baltymų ar viso viruso dalelių, įskaitant pažangias SELEX technologijas, kurios pagerina greitį, efektyvumą ir surišimo našumą. Šie pokyčiai leidžia aptameriams neatsilikti nuo greitai mutuojančių virusų, o tai yra nuolatinis daugelio diagnostikos priemonių iššūkis.

Pasirinkus, aptamerai gali būti įtraukti į įvairius biojutiklius, kurie viruso prisijungimą paverčia išmatuojamu signalu. Autoriai aprašo elektrocheminius jutiklius, generuojančius elektrinius signalus, fluorescencinius ir spalvų keitimo tyrimus, kuriuos galima nuskaityti vizualiai, ir pažangias optines platformas, tokias kaip paviršiaus plazmono rezonansas ir paviršiuje sustiprintas Ramano sklaida, kad būtų galima labai jautriai aptikti.

"Šie biojutikliai gali būti sukurti greitam bandymui už tradicinių laboratorijų ribų", - sakė bendraautorius Meng Liu. "Kai kurios platformos gali pateikti rezultatus per kelias minutes, reikalauja minimalaus mėginio paruošimo ir gali būti valdomos su nešiojamaisiais arba rankiniais įrenginiais."

Svarbu tai, kad apžvalgoje pabrėžiama, kad aptamero pagrindu pagaminti biojutikliai neapsiriboja klinikine diagnostika. Jie taip pat rodo didelį aplinkos stebėjimo, maisto saugos ir išankstinio įspėjimo sistemų potencialą, kuris aptinka virusus ant paviršių, vandenyje ar ore prieš protrūkių paūmėjimą.

Autoriai taip pat sprendžia likusius iššūkius, įskaitant didelio masto patvirtinimą, standartizavimą ir integravimą į realaus pasaulio testavimo darbo eigas. Jie pažymi, kad aptamerio technologijos derinimas su mikrofluidika, nanomedžiagomis ir duomenų analizės įrankiais galėtų dar labiau pagerinti našumą ir patikimumą.

„Mūsų tikslas yra suteikti aiškią sistemą tyrėjams ir kūrėjams“, - sakė Li. „Suprasdami stipriąsias ir likusias kliūtis, galime paspartinti šių biosensorių perkėlimą iš laboratorijos į praktinį pritaikymą.

Pasauliui ir toliau ruošiantis ateities virusinėms grėsmėms, aptamerių pagrindu sukurti biosensoriai gali tapti svarbia pasaulinio diagnostikos priemonių rinkinio dalimi, suteikdami greitesnį ir lankstesnį būdą aptikti virusus, kad ir kur jie pasirodytų.

Šaltiniai: