Ερευνητές του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon ανέπτυξαν μια νέα πλατφόρμα που βασίζεται σε νανοϋλικά και η οποία μπορεί να ανιχνεύσει μέσα σε 10 ως 12 δευτερόλεπτα τα αντισώματα που έχουν παραχθεί από τον ανθρώπινο οργανισμό ενάντια στον ιό SARS-CoV-2.
Η πλατφόρμα αυτή μπορεί εκτός από το να προσφέρει γρήγορο και ακριβή έλεγχο σχετικά με τα άτομα που έχουν αναπτύξει ανοσία στον ιό να βοηθήσει και στη μέτρηση της ανοσολογικής απόκρισης στα εμβόλια με μεγάλη ακρίβεια.
Το τσιπ αποτελεί προϊόν 3d εκτύπωσης και ανιχνεύει αντισώματα στον νέο κορωνοϊο μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα
Ταχεία ανίχνευση δύο αντισωμάτων
Οπως αναφέρεται σε δημοσίευση στην επιθεώρηση «Advanced Materials», η πλατφόρμα ανιχνεύει την ύπαρξη δύο αντισωμάτων, στην πρωτεΐνη-ακίδα S1 του ιού καθώς και στον τομέα δέσμευσης του υποδοχέα του ιού (Receptor Binding Domain, RBD) – η ανίχνευση μπορεί μάλιστα να γίνει σε μια μικρή σταγόνα αίματος (της τάξεως των μόλις πέντε μικρόλιτρων). Οι συγκεντρώσεις αντισωμάτων μπορεί να είναι πάρα πολύ χαμηλές αλλά παρόλα αυτά η μέθοδος είναι ικανή να τις ανιχνεύσει (ανίχνευση ακόμη και σε επίπεδα μικρότερα των 0,15 νανογραμμαρίων ανά ml). Η τόσο ευαίσθητη αυτή ανίχνευση καθίσταται δυνατή μέσω μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης η οποία λαμβάνει χώρα σε μια φορητή συσκευή και τα αποτελέσματα αποστέλλονται σχεδόν αμέσως σε ένα «έξυπνο» κινητό τηλέφωνο.
«Χρησιμοποιήσαμε τις τελευταίες εξελίξεις στο πεδίο των υλικών και των κατασκευαστικών τεχνολογιών όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση νανοσωματιδίων προκειμένου να δημιουργήσουμε μια συσκευή η οποία ανιχνεύει γρήγορα τα αντισώματα στην COVID-19» ανέφερε ο Ραούλ Πάνατ, αναπληρωτής καθηγητής Μηχανικής στο Carnegie Mellon που ήταν επικεφαλής της νέας μελέτης.
Τρισδιάστατη εκτύπωση σε νανοκλίμακα
Ο καθηγητής εξήγησε ότι η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη της πλατφόρμας (aerosol jet 3D printing) αφορά την εκτύπωση μικροσκοπικών, φθηνών χρυσών ηλεκτροδίων (μικροπυλώνων) σε νανοκλίμακα με χρήση σταγόνων αερολυμάτων που συντήκονται λόγω θερμότητας. Αυτό δημιουργεί μια τραχειά επιφάνεια η οποία προσφέρει αυξημένη επιφάνεια στους μικροπυλώνες και μια ενισχυμένη ηλεκτροχημική αντίδραση κατά την οποία τα αντισώματα μπορούν να προσδεθούν στα αντιγόνα που καλύπτουν τα ηλεκτρόδια. Η συγκεκριμένη αυτή γεωμετρία επιτρέπει στους μικροπυλώνες να φέρουν περισσότερες πρωτεΐνες για ανίχνευση με αποτέλεσμα να εξάγονται ακριβή και γρήγορα αποτελέσματα.
Μέτρηση της ανοσολογικής απόκρισης στα εμβόλια
Το τεστ αυτό αναπτύχθηκε σε μια πολύ κρίσιμη καμπή της πανδημίας, σημείωσε ο δρ Πάνατ και διευκρίνισε πως «με δεδομένο ότι η τεχνική μας μπορεί να μετρήσει την ανοσολογική απόκριση στον εμβολιασμό είναι πολύ χρήσιμη αυτήν την περίοδο».
Μελλοντική ανίχνευση βιοδεικτών και για άλλους ιούς
Προσέθεσε μάλιστα ότι η πλατφόρμα που αναπτύχθηκε από τον ίδιο και τους συνεργάτες του μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταχεία ανίχνευση βιοδεικτών και για άλλους ιούς όπως ο ιός Εμπολα, ο ιός HIV του AIDS και ο ιός Ζίκα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ένα τόσο γρήγορο και αποτελεσματικό τεστ μπορεί να αλλάξει το τοπίο σε ό,τι αφορά τον έλεγχο της διασποράς ιογενών λοιμώξεων.
