Thử nghiệm COVID-19 nhanh nhạy và bền hơn sử dụng các hạt nano

Các xét nghiệm kháng nguyên nhanh chóng có thể nhanh chóng và thuận tiện cho một người biết rằng họ dương tính với COVID-19 . Tuy nhiên, vì các xét nghiệm dựa trên kháng thể không nhạy lắm nên chúng có thể không phát hiện sớm các trường hợp nhiễm trùng với tải lượng vi rút thấp. Giờ đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trên ACS Sensors đã phát triển một thử nghiệm nhanh sử dụng các hạt nano polyme được in dấu phân tử, thay vì kháng thể, để phát hiện SARS-CoV-2 . Xét nghiệm mới nhạy hơn và hoạt động trong những điều kiện khắc nghiệt hơn so với xét nghiệm dựa trên kháng thể.

Xét nghiệm tiêu chuẩn vàng để chẩn đoán COVID-19 vẫn là phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược (RT-PCR). Mặc dù xét nghiệm này có độ nhạy cao và đặc hiệu, nhưng thường mất 1-2 ngày để có kết quả, tốn kém và yêu cầu thiết bị phòng thí nghiệm đặc biệt và nhân viên được đào tạo. Ngược lại, xét nghiệm kháng nguyên nhanh (15-30 phút), mọi người có thể thực hiện tại nhà mà không cần đào tạo. Tuy nhiên, chúng thiếu độ nhạy, đôi khi dẫn đến âm tính giả. Ngoài ra, các thử nghiệm sử dụng kháng thể chống lại SARS-CoV-2 để phát hiện, kháng thể này không thể chịu được nhiệt độ và độ pH ở phạm vi rộng. Marloes Peeters và Jake McClements tại Đại học Newcastle, Francesco Canfarotta tại MIP Diagnostics và các đồng nghiệp muốn thực hiện một thử nghiệm COVID-19 với chi phí thấp, nhanh chóng, mạnh mẽ và có độ nhạy cao sử dụng các hạt nano polyme được in dấu phân tử (nanoMIPs) thay vì các kháng thể.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các nanoMIP chống lại một đoạn nhỏ, hoặc peptit, của protein đột biến SARS-CoV-2 bằng cách tạo ra các dấu ấn phân tử, hoặc khuôn, trong các hạt nano. Các khoang liên kết kích thước nano này có kích thước và hình dạng phù hợp để nhận biết và liên kết peptit được in dấu và do đó, toàn bộ protein. Họ gắn các hạt nano liên kết mạnh nhất với peptit vào các điện cực được in. Sau khi chứng minh rằng các nanoMIP có thể liên kết SARS-CoV-2, họ đã phát triển một thiết bị nguyên mẫu in 3D có thể phát hiện sự liên kết của vi rút bằng cách đo những thay đổi về nhiệt độ.

Khi nhóm nghiên cứu thêm mẫu từ bảy mẫu gạc mũi họng của bệnh nhân vào thiết bị, chất lỏng chảy qua điện cực và các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự thay đổi nhiệt độ đối với các mẫu trước đó đã xét nghiệm dương tính với COVID-19 bằng RT-PCR. Thử nghiệm chỉ cần 15 phút và kết quả sơ bộ cho thấy nó có thể phát hiện lượng SARS-CoV-2 thấp hơn 6.000 lần so với thử nghiệm kháng nguyên nhanh thương mại. Không giống như các kháng thể, nanoMIPs chịu được nhiệt độ ấm – có thể giúp thử nghiệm có thời hạn sử dụng lâu hơn ở khí hậu nóng – và độ pH có tính axit – có thể giúp ích cho việc giám sát SARS-CoV-2 trong mẫu nước thải và nước bọt. Tuy nhiên, để chứng minh rằng xét nghiệm có tỷ lệ âm tính giả thấp hơn so với các xét nghiệm kháng nguyên nhanh hiện có, nó phải được thử nghiệm trên nhiều mẫu bệnh nhân hơn, các nhà nghiên cứu cho biết.

Tham khảo: “Các hạt nano polyme được in phân tử cho phép phát hiện nhiệt điểm chăm sóc nhanh chóng, đáng tin cậy và mạnh mẽ của SARS-CoV-2” của Jake McClements, Laure Bar, Pankaj Singla, Francesco Canfarotta, Alan Thomson, Joanna Czulak, Rhiannon E. Johnson, Robert D. Crapnell, Craig E. Banks, Brendan Payne, Shayan Seyedin, Patricia Losada-Pérez và Marloes Peeters, ngày 13 tháng 4 năm 2022, ACS Sensors .
DOI: 10.1021 / acssensors.2c00100

Các tác giả thừa nhận sự tài trợ và hỗ trợ từ Đại học Newcastle, Rosetrees Trust, Wellcome Trust, MIP Diagnostics và Fonds de la Recherche Scientifique.

Theo Scitechdaily