محققان دانشگاه ایالتی آریزونا ابزاری ساده و حساس برای شناسایی ویروس‌هایی نظیر ابولا و کرونا ساخته‌اند که در آن از نانوذرات طلا استفاده شده است.
تشخیص سریع ویروس با کیت نانویی ارزان و دقیق
این روش که به نام Nano2RED شناخته می‌شود، ابزاری هوشمندانه برای مقابله با ویروس‌ها است. نانوحسگرها برای شناسایی آنتی‌ژن‌های بیماری در یک نمونه با هم ترکیب می‌شوند. فرآیند نوآورانه بازخوانی سریع و الکترونیکی که در آزمایشگاه وانگ توسعه یافته است، نتایج آزمایش را ارائه می‌دهد که به‌عنوان تغییر رنگ در محلول نمونه قابل تشخیص است و داده‌ها را از طریق عناصر نیمه هادی ارزان قیمت مانند LEDها و آشکارسازهای نوری ثبت می‌کند.
Nano2RED برای تشخیص ویروس از نانوذرات طلای شناور برای بازخوانی استفاده می‌کند. برخلاف ELISA، Nano2RED را می‌توان از ابتدا در مدت تقریباً ۱۰ روز توسعه داد و از نظر تئوری برای هر عامل بیماری‌زایی قابل استفاده است و در صورت شیوع بیماری، نظارت اولیه بسیار مهمی را ارائه می‌دهد. این روش می‌تواند نتایج آزمایش را در ۱۵-۲۰ دقیقه ارائه دهد و ممکن است با هزینه تخمینی یک پنی برای هر آزمون اجرا شود. محققان در آزمایش خود نشان دادند که گلیکوپروتئین ترشح شده ابولا را در سرم با حساسیتی تقریباً ۱۰ برابر بهتر از الایزا می‌توانند تشخیص دهند. ایده اصلی چنین تشخیصی، ساده است. نمونه‌ای از خون گرفته شده و روی کیت اعمال می‌شود که با آنتی‌بادی‌ها تزئین شده است. هنگامی که آنتی‌بادی‌ها وجود یک آنتی‌ژن بیماری مربوطه را در نمونه تشخیص می‌دهند، به آن متصل می‌شوند و نتیجه آزمایش مثبت را ایجاد می‌کنند. در آزمایش الایزا، آنتی‌ژن بیماری باید روی سطح صاف بی‌حرکت شود.
در این روش، اولین گام، تولید یک کتابخانه بسیار بزرگ حاوی بیش از یک میلیارد توالی اسید آمینه تصادفی است که به نام نانوبادی شناخته می‌شود، که می‌تواند به‌عنوان آنتی‌بادی مصنوعی عمل کند و قادر به اتصال با آنتی‌ژن‌های بیماری هدف باشد. این کتابخانه وسیع از نانو بادی‌ها سپس به طور متوالی در برابر آنتی‌ژن مورد نظر، به‌عنوان مثال، sGP در مورد ابولا، غربالگری می‌شود. فقط آن دسته از نانوبادی‌هایی که میل اتصال قوی به آنتی‌ژن نشان می‌دهند برای سنجش استفاده می‌شوند.
سپس، نانوبادی‌های انتخاب‌شده به نانوذرات طلا چسبانده می‌شوند که به‌عنوان کاوشگر برای شناسایی و اتصال آنتی‌ژن‌های موجود در نمونه خون عمل می‌کنند. در این مطالعه، یک جفت از دو نانوبادی با میل ترکیبی بالا انتخاب و به نانوذرات طلا متصل شدند.
در مقایسه با تست‌های آزمایشگاهی با دقت بالا، مانند الایزا، استفاده از Nano2RED بسیار آسان‌تر است. این روش نیازی به انکوباتر یا شستشوی سطحی، برچسب زدن رنگ، یا تقویت ندارد، با این حال حساسیتی حدود ۱۰ برابر بهتر از الایزا دارد. این فناوری، استفاده از دستگاه‌های نیمه‌هادی بازخوانی دیجیتال قابل حمل را پشتیبانی می‌کند، که می‌تواند با هزینه‌ای کمتر از چند دلار تولید شود و آن را نه تنها برای استفاده در آزمایشگاه، بلکه برای کلینیک‌ها، مصارف خانگی، و از راه دور ایده‌آل کند. پروفسور وانگ می‌گوید: «این فناوری نه به‌دلیل پیچیده بودن، بلکه به دلیل ساده بودن مورد توجه است. یکی دیگر از ویژگی‌های منحصربه‌فرد ماهیت چند رشته‌ای حسگری زیستی این ابزار است. درک اساسی از بیوشیمی، سیالات و اپتوالکترونیک به ما کمک کرد تا به چیزی به این سادگی دست پیدا کنیم.»
این فناوری جدید می‌تواند گلیکوپروتئین ترشح شده (sGP)، اثر انگشت گویای بیماری ویروس ابولا و دامنه اتصال گیرنده پروتئین اسپایک (RBD) کرونا را شناسایی کند. این فناوری بسیار دقیق است و با ELISA، فناوری استاندارد طلایی شناخته شده برای آزمایش‌های تشخیصی، رقابت می‌کند.
اپیدمی ابولا در سال‌های ۲۰۱۴-۲۰۱۶، اگرچه تا حد زیادی محدود به غرب آفریقا بود، با سرعت وحشتناکی گسترش یافت و باعث وحشت و مرگ بیش از ۱۱۰۰۰ نفر شد. میزان کشندگی ویروس که یکی از بالاترین‌ها برای پاتوژن‌های شناخته شده است، بسته به نوع بیماری می‌تواند از ۹۰ درصد فراتر رود. این بحران با ترکیبی از سیستم‌های نظارتی ناکافی و زیرساخت‌های بهداشت عمومی ضعیف تشدید شد. چنین ابزاری می‌تواند در موقع بروز این نوع اپیدمی‌ها کمک شایانی به پزشکان کند.
