SARS検出用に開発されたナノバイオセンサー

Sep 05, 2023

2023 年 3 月 27 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

査読済みの出版物

信頼できる情報源

校正する

Kim-Astrid Magister 著、ヘルムホルツドイツ研究センター協会

集団の感染と免疫の状態は、パンデミックに対処するための重要なパラメーターと考えられます。 この目的のためには、抗原と抗体の検出が非常に重要です。 現在この目的で使用されているデバイス、いわゆるポイントオブケア (POC) デバイスは、迅速なスクリーニングのための 1 つの選択肢です。

ただし、その感度にはさらなる改善が必要です。 ドレスデン・ロッセンドルフ・ヘルムホルツツェントルム（HZDR）の科学者たちは、金ナノワイヤをベースにしたナノバイオセンサーを開発することで、このような改善に成功した。 このバイオセンサーは元々、新型コロナウイルス感染症関連抗原および抗体の検出のみを目的としていたが、他のバイオマーカーにも応用可能である。

SARS-CoV-2 を検出するには、POC 側方流動検査 (LFT) と呼ばれるものが、一般に PCR 検査として知られる逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応に代わる優れた正確な代替手段であることが、多くの研究から現在では知られています。 PCR 検査に対する LFT の数多くの利点には、迅速な検出、現場での検査、低コスト、実験室設備なしでの操作などが含まれます。

しかし、POC バイオセンサーの最大の欠点は、その感度がウイルス量に依存することです。 ウイルス量が高い場合、感度は 100% ですが、ウイルス量が低い場合、感度は 10% を下回る場合があります。 これにより、検査結果が偽陰性になる可能性があります。 HZDR 研究者の目標は、迅速かつ正確な結果を提供しながら、低ウイルス量の検出にも使用できるセンサー システムを開発することでした。

そのために、HZDR-放射性医薬品癌研究所のラリーサ・バラバン博士と彼女のチームは、酵素、タンパク質、抗体などのさまざまな生体分子の検出に使用できる金製のナノワイヤーを利用しました。

このアプローチは、電荷移動、拡散輸送、電気二重層の形成など、電極と電解質の界面におけるさまざまなプロセスや測定システムの特性に関する情報を提供する技術である電気化学インピーダンス分光法と組み合わされました。 これには、溶液抵抗と電極表面の粗さまたは多孔性が含まれます。

「私たちの研究では、SARS-CoV-2の抗原と抗体を検出するための、6対の連動した金ナノワイヤーデバイスで構成されるナノスコピックバイオセンサーチップを開発しました」と、このプロジェクトについてバラバン氏は語る。

「これにより、新型コロナウイルス感染症関連抗原と、ウイルス感染中および感染後に出現する対応する抗体の両方を検出することが可能になります。この方法は他のバイオマーカーや病原体にも応用可能であると考えられます。生体分子を標的とする機能層は変更する必要があります」したがって、この目的のために。」

現在、センサーを低コストで大量に製造する方法について業界と検討と議論が行われています。

この研究は、ACS Sensors 誌に掲載されています。

詳しくは： Diana Isabel Sandoval Bojórquez et al、SARS-CoV-2 抗原および抗体の検出のためのインピーダンス測定ナノバイオセンサー、ACS センサー (2023)。 DOI: 10.1021/acssensors.2c01686

雑誌情報:ACSセンサー

ヘルムホルツドイツ研究センター協会提供