Testování pomocí elektrochemických senzorů dokáže odhalit COVID-19 za méně než pět minut

Nový objev publikovaný v časopise ACS Nano popisuje rychlý, ultrasenzitivní test na bázi elektrochemických senzorů, které dokáží odhalit přítomnost viru v těle během pěti minut. Maha Alafeef, biologický inženýr a autor článku, tvrdí, že by se mohlo jednat o průlom v testování virových onemocnění.

V současnosti jsou k dispozici dva hlavní způsoby testování. První z nich je tzv. PCR test, který odhalí virové částice přítomné v těle nakaženého. V současnosti jde o nejspolehlivější a nejčastější techniku testování. Bohužel je poměrně drahá a časově náročná. Druhým nejvyužívanějším způsobem je detekce protilátek v těle nakaženého. Tento způsob však nemusí být úplně spolehlivý a může odhalit protilátky s určitým zpožděním.

V posledních letech se do povědomí dostává techniky používající 2D nanomateirály, jako je např. grafen. Výhodou grafenu je citlivost, nízká cena a rychlá detekce. "Objev grafenu jako potenciálního materiálu pro detekci onemocnění otevřel naprosto nový prostor pro výzkum. Vyznačuje se unikátními mechanickými a elektrochemickými vlastnostmi, které ho činí skvělým při vývoji senzitivních elektrochemických senzorů," říká Alafeef. Společně se svým týmem vytvořil biosenzor na bázi grafenu, který dokáže selektivně detekovat virus SARS-CoV-2.

Senzor se skládá z platformy na měření elektrických výstupů a sond, které detekují virové částice. Platforma je vytvořená z papíru pokrytého vrstvou grafenového filtru, který představuje vodivý film. Na něm byla umístěna přesně sestrojená zlatá elektroda, která funguje jako kontaktní plocha pro elektrické výstupy. Stejně jako grafen je zlato velmi citlivé a vodivé, což oba materiály dělá ideální pro detekci velmi malých změn v elektrických signálech. Pro detekci viru jsou následně použity sondy, které dokáží rozeznat dvě určité oblasti virového genomu tak, aby se předešlo možnému zkreslení výsledků při spontánní mutaci viru.

Během testů byly použity známé negativní a pozitivní vzorky na nemoc COVID-19. Senzor pak ukázal zvýšené napětí u pozitivních vzorků a následně dokázal určit množství viru ve vzorku. Průkaz pozitivity/negativity trval v průměru méně než pět minut.

Studie úspěšně navazuje na dříve publikovaný výzkum senzitivity signálních sond ve stejném časopise. Je tak pravděpodobné, že bychom se mohli podobných testů dočkat i v praxi. Důležité je, že jsou levné a v budoucnu by se daly použít při dalších virových onemocněních.

Zdroj: ACS Nano; https://bioengineering.illinois.edu/
Foto: Viktor Forgacs, Unsplash