Tech

เซ็นเซอร์คาร์บอนนาโนทิวบ์สำหรับการวินิจฉัยโรคโควิด-19 อย่างรวดเร็ว

วิศวกรของ MIT ได้ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเพื่อออกแบบเซ็นเซอร์แบบใหม่เพื่อตรวจหา SARS-CoV-2 โดยไม่ต้องใช้แอนติบอดี เซ็นเซอร์ได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีที่ให้การวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำสำหรับ Covid-19 และโรคอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุท่อนาโนคาร์บอนดัดแปลงที่สามารถตรวจจับโปรตีนจากไวรัสได้เป็นครั้งแรก หลังจากพบท่อนาโนแล้ว พวกเขาก็ทดสอบและติดตั้งให้เป็นต้นแบบที่ใช้งานได้ วิธีการของพวกเขาทำให้ไม่ต้องใช้แอนติบอดีหรือรีเอเจนต์อื่นๆ ที่ต้องใช้เวลาในการสร้าง การทำให้บริสุทธิ์ และทำให้มีจำหน่ายในวงกว้าง ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบเซ็นเซอร์โดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนสำหรับโมเลกุลต่างๆ พวกเขาสร้างเซ็นเซอร์ที่ตอบสนองต่อโมเลกุลเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงโดยการจำแนกทางเคมีโดยการห่อหุ้มหลอดด้วยพอลิเมอร์ต่างๆ วิธีการของพวกเขาที่เรียกว่า Corona Phase Molecular Recognition (CoPhMoRe) ใช้ปรากฏการณ์เมื่อโพลีเมอร์บางชนิดจับกับอนุภาคนาโน โพลีเมอร์เหล่านี้เป็นพอลิเมอร์แอมฟิฟิลิคที่มีโมเลกุลที่มีบริเวณไม่ชอบน้ำที่เกาะติดกับหลอด เช่น พุกและบริเวณที่ชอบน้ำซึ่งก่อตัวเป็นชุดของลูปที่ยื่นออกมาจากหลอด นักวิจัยได้รวมเซ็นเซอร์ของพวกเขาเข้ากับต้นแบบด้วยปลายไฟเบอร์ออปติกที่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของการเรืองแสงในตัวอย่างทดสอบ เครดิต: MIT ลูปเหล่านั้นก่อตัวเป็นชั้นที่เรียกว่าโคโรนารอบๆ ท่อนาโน ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของลูป โมเลกุลเป้าหมายประเภทต่างๆ สามารถลิ่มเข้าไปในช่องว่างระหว่างลูป และการจับของเป้าหมายจะเปลี่ยนความเข้มหรือความยาวคลื่นสูงสุดของการเรืองแสงที่เกิดจากท่อนาโนคาร์บอน ภายในสิบวัน นักวิทยาศาสตร์ระบุเซ็นเซอร์ที่แม่นยำสำหรับทั้งนิวคลีโอแคปซิดและโปรตีนสไปค์ของไวรัส SARS-CoV-2 วิธีการใหม่ของพวกเขาให้ผลลัพธ์ภายในห้านาที สามารถตรวจจับความเข้มข้นต่ำสุดที่ 2.4 picograms ของโปรตีนไวรัสต่อมิลลิลิตรของตัวอย่าง อุปกรณ์นี้สามารถตรวจจับโปรตีนนิวคลีโอแคปซิดของ SARS-CoV-2 (แต่ไม่ใช่โปรตีนสไปค์) เมื่อละลายในน้ำลาย การตรวจหาโปรตีนของไวรัสในน้ำลายมักจะทำได้ยาก เนื่องจากน้ำลายประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตเหนียวและโมเลกุลของเอนไซม์ย่อยอาหารซึ่งขัดขวางการตรวจหาโปรตีน จึงเป็นสาเหตุให้การวินิจฉัยโรคโควิด-19 ส่วนใหญ่ต้องใช้ผ้าเช็ดจมูก MIT postdoc Sooyeon Cho กล่าวว่า “เซ็นเซอร์นี้แสดงช่วงสูงสุดของการตรวจจับ เวลาตอบสนอง และความเข้ากันได้ของน้ำลาย แม้จะไม่มีการออกแบบแอนติบอดีและตัวรับก็ตาม เป็นคุณลักษณะเฉพาะของรูปแบบการรู้จำระดับโมเลกุลประเภทนี้ซึ่งออกแบบและทดสอบได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ถูกจำกัดด้วยเวลาในการพัฒนาและข้อกำหนดของห่วงโซ่อุปทานของแอนติบอดีหรือตัวรับเอนไซม์ทั่วไป” การอ้างอิงวารสาร: Soo-Yeon Cho, Xiaojia Jin et al. การตรวจจับอย่างรวดเร็วของโปรตีน SARS-CoV-2 ที่ปราศจากแอนติบอดีโดยใช้การจดจำระดับโมเลกุลของโคโรนาเฟสเพื่อเร่งเวลาในการพัฒนา ดอย: 10.1021/acs.analchem.1c02889

Back to top button