Neue Technik zu testen, die für die virale Infektionen

Ein team von der Colorado State University-Forscher hat die Technologie entwickelt, das erkennen kann sehr kleine Mengen von Antikörpern im Blut einer person. Antikörper entwickeln, Zellen zu infizieren oder zu töten Krankheitserreger, die im wesentlichen der Abwehr ein Bakterium oder virus. Die Konzentrationen von Antikörpern im Blut kann verraten, ob eine person krank ist.

Mit einem kleinen Draht, der ein Viertel der Größe eines menschlichen Haares, entwickelten die Forscher einen sensor, der erkennen kann, so wenig als 10 Antikörper-Moleküle innerhalb von 20 Minuten. Standard für medizinische Tests erfordert Milliarden oder Billionen von Antikörper-Moleküle für die Erkennung und kann bis zu einem Tag zu verarbeiten.

Diese Art der Kosten-effektives instrument könnte helfen, die ärzte behandeln Krankheiten eher in Menschen und könnte verwendet werden, in low-Ressource-Einstellungen.

Ergebnisse aus der team-Forschung veröffentlicht April 15 in Biosensoren und Bioelectronics

Die Einschränkungen der standard für medizinische Tests

Derzeit die meisten US-Arztpraxen und Krankenhäuser die Verwendung der ELISA-test, um festzustellen, ob oder nicht eine person eine virale Infektion. ELISA steht für enzyme-linked immunosorbent assay.

Es ist eine gemeinsame test, aber ELISA die Empfindlichkeit ist relativ gering, sagte Brian Geiss, senior-Autor auf der Studie und ein associate professor in der Abteilung von Mikrobiologie, Immunologie und Pathologie. Dies bedeutet, dass ärzte müssen eine relativ hohe Zahl von Antikörpern im Blut einer person zu erhalten ein positives Testergebnis. Es auch oft dauert es sieben bis 10 Tage nach einer Infektion für den test zu registrieren.

Nach unten, um den Draht

Mit was Geiss beschrieben als sehr einfache Technik, die Forscher chemisch befestigt Proteine im Zusammenhang mit Zika und chikungunya-Viren zu Billigen kleinen gold-Drähte. Diese besonderen Viren, zusammen mit West-NiL-und dengue-Fieber, übertragen durch infizierte Mücken. Medizinische Laboratorien Verwendung dieser Proteine im ELISA-tests zu suchen-Antikörper entwickelt haben, um Infektionen zu bekämpfen.

Nächste, Sie lief ein elektrischer Strom durch den Draht, wodurch eine Ladung auf dem Draht, ähnlich einer Batterie.

Die Forscher fügten dann Antikörper binden an die viralen Proteine auf der Leitung, das erhöht die Masse auf der Außenseite des Drahtes. Dies erhöht auch die Fähigkeit der Draht zum halten der Ladung. Sie dann gemessen wird die Masse zu quantifizieren, die Anzahl der Antikörper auf der Oberfläche des Drahtes.

Drei Forscher, drei verschiedene Hochschulen

Die Forschung baut auf arbeiten aus dem Labor von Professor Chuck Henry in der Abteilung Chemie. Henry, ein co-Autor auf dem Papier, und sein Labor haben mehrere einfache, kostengünstige Elektrochemische Geräte, die in den letzten 10 Jahren.

Professor David Dandy, auch ein senior-Autor auf dem Papier und Leiter der Abteilung für Chemische und Biologische Engineering, sagte, er sei überrascht über das Gerät die Empfindlichkeit.

„Wir fanden heraus, dass sehr hohe Spezifität für die Bestätigung einer viralen Infektion,“ Dandy gesagt hat. Außerdem, die Forschungs-team konnte nicht sehen, eine Reaktion oder Reaktivität von Antikörpern, die auf andere Viren, die manchmal führen zu falsch-positiven Testergebnissen.

Die Wissenschaftler jeder brachte einzigartigen Fähigkeiten und know-how, um die Tabelle für dieses Projekt, das führte zum Erfolg der Gruppe bei.

„Diese Art von Forschung Projekt ist etwas, das keiner von uns konnte alleine tun“, sagte Geiss, hinzufügen, „wir wirkten unsere Anstrengungen, um mit neuen Lösungen für Probleme, die wir hoffen, wird schließlich verwendet werden in den klinischen Einstellungen.“

Das Forscherteam hofft nun, kombinieren diese Entdeckung mit viralen Erkennung der Forschung, die Sie zuvor veröffentlicht zu einem system, das erkennen kann, sowohl die Viren und Antikörper gegen die Viren in patientenproben.

„Wir hoffen, dass es verwendet werden kann für point-of-care-Diagnostik, und dass es sein kann entwickelt in a compact hand-held-system, das verwendet werden kann, in der Klinik oder in Ressource-begrenzten Bereichen“, sagte Geiss.

Diese Art von Vorrichtung könnte auch verwendet werden, in den landwirtschaftlichen Einstellungen für das Vieh disease surveillance and environmental sensing.

Lei Wang, die erst vor kurzem erhielt einen Doktortitel von der CSU durch die School of Biomedical Engineering und ist jetzt ein Postdoc-fellow am Massachusetts Institute of Technology, ist der führende Autor der Studie.

Jessica Filer, die vor kurzem ein Doktorat von der CSU durch die Zell-und Molekularbiologie-Programms, und Meghan Lorenz, undergraduate research assistant, auch sind co-Autoren der Studie.