Источник: NAUKA24News
Новый инструмент, который использует массив вертикально ориентированных углеродных нанотрубок, может быть точно настроен для выборочной ловушки вирусов и увеличить порог их обнаружения, ускорив процесс выявления вновь появляющихся вирусов, говорят исследователи Университета Пенсильвании.
Ведущий автор Mauricio Terrones объясняет: «Обнаружение вирусов на ранней стадии инфекции, до появления симптомов, затруднено, потому что концентрация вирусов может быть очень низкой, часто ниже порогового значения обнаружения. Но раннее выявление имеет важное значение, так как вирус может начать распространяться, прежде чем медики будут иметь возможность обнаружить. Устройство, разработанное нами, позволяет выборочно отлавливать и концентрировать вирусы по их размеру в невероятно разбавленных образцах. Это увеличивает нашу способность обнаруживать небольшие количества вируса в более чем сто раз».
Ученые во главе с Terrones разработали и испытали небольшое, портативное устройство, которое повышает чувствительность обнаружения вирусов, путем улавливания и концентрирования их в массиве углеродных нанотрубок. Сначала образцы, собранные от пациентов или из окружающей среды, пропускают через фильтр для удаления крупных частиц, таких как бактерии и человеческие клетки, а затем через массив углеродных нанотрубок в устройстве. Вирусы попадают в ловушку, в то время как другие, более мелкие частицы проходят через него. Концентрированный вирус захватывается устройством и через тесты,, в том числе молекулярную диагностику с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), иммунологические методы и секвенирование генома, индентифицируется.
«Поскольку наше устройство изолирует и концентрирует вирусы по размеру, мы можем захватить вирусы, о которых ничего не знаем, поэтому нам не нужны какие-либо антитела или другие молекулярные метки. После того, как мы фиксируем и концентрируем вирус, мы можем использовать другие методы, чтобы охарактеризовать его», говорят изобретатели. «Большинство смертельных вирусных вспышек в последние десятилетия вызваны вновь появляющимися вирусами. Эта технологии может быть особенно мощной в выявлении новых вирусов, которые не имеют антител. Мало того, что новая технология обнаружения вирусов, по крайней мере, в сто раз эффективней и позволяет осуществлять прямую идентификацию вируса, путем секвенирования образцов».
Вирусы, такие как грипп, СПИД, Эбола, и Зика, могут вызвать внезапные, непредсказуемые вспышки, которые приводят к серьезным кризисам в области общественного здравоохранения. Имеющиеся сейчас методы, для выделения и идентификации вирусов, вызывающих эти вспышки, являются медленными и дорогостоящими, и требуют использования сложного оборудования и дорогих реактивов.Кроме того, многие недавние вспышки вызваны вновь появившимися вирусами, для которых не существует установленных способов идентификации и определения характеристик.
«Мы разработали технологию, основанную на нанотрубках и можем контролировать расстояние между стволами. Межтрубное расстояние может быть в диапазоне от 17 нанометров до более чем 300 нм для селективного захвата вирусов. Уникальные свойства таких углеродных нанотрубок позволяют интегрировать их в надежное, масштабируемое и портативное микроустройство, которые можно адаптировать для использования в поле, отказавшись от громоздких инструментов и специализированных реагентов», утверждает соавтор разработки Si-Yang Zheng. |
