Создан биосенсор, обнаруживающий коронавирус прямо в воздухе

Цзин Ван и его команда Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали датчик, способный быстро и надежно обнаружить SARS-CoV-2 в окружающей среде. Статья об устройстве опубликована в журнале ACS Nano. Датчик не обязательно заменит установленные лабораторные тесты, но может использоваться в качестве альтернативного метода для клинической диагностики и, что более важно, для измерения концентрации вируса в воздухе в режиме реального времени: например, в людных местах, таких как вокзалы или больницы.

В большинстве лабораторий для обнаружения вирусов при респираторных инфекциях используется молекулярный метод, называемый полимеразной цепной реакцией с обратной транскрипцией, он же ОТ-ПЦР. Это – хорошо известный метод, который может обнаружить даже небольшое количество вируса, но он довольно ошибочен. Например, есть данные, что 30% российских тестов ошибочны. Цзин Ван и его команда разработали альтернативный метод испытаний в виде оптического биосенсора. Датчик сочетает в себе два различных эффекта для безопасного и надежного обнаружения вируса: оптический и тепловой. Он сделан из крошечных структур золота, так называемых золотых наноостровках, и расположен на стеклянной подложке. Искусственно полученные ДНК-рецепторы, соответствующие специфическим последовательностям РНК SARS-CoV-2, привиты на наноостровки. Таким образом, рецепторы на сенсоре, способные надежно идентифицировать вирус, являются комплементарными с последовательностями уникальных РНК-последовательностей вируса, Технология, которую исследователи используют для обнаружения, называется LSPR — это сокращение от «локализованного поверхностного плазмонного резонанса», оптического явления, происходящего в металлических наноструктурах. При возбуждении они модулируют падающий свет в определенном диапазоне длины волн и создают плазмонное ближнее поле вокруг наноструктуры. Когда молекулы связываются с поверхностью, локальный показатель преломления в возбужденном плазмонном ближнем поле изменяется. Оптический датчик, расположенный на задней части датчика, можно использовать для измерения этого изменения и определения того, содержит ли образец рассматриваемые нити РНК. Правда, важно, чтобы захватывались только те цепи РНК, которые точно соответствуют рецептору ДНК на сенсоре. Здесь вступает в действие второй эффект: плазмонный фототермический эффект. Если та же самая наноструктура на датчике возбуждается лазером определенной длины волны, она производит локализованное тепло.

Источник: https://hightech.fm/2020/04/21/biosensor-coronavirus

24.04.2020