Las epidemias recurrentes de influenza, como la de la Primera Guerra Mundial, el brote de coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) en la década de 2010 y la pandemia de COVID-19 en los últimos años han hecho evidente que las enfermedades respiratorias virales contagiosas a menudo representan un aparición en la línea de tiempo de la historia humana.
Las poblaciones más densas, el contacto estrecho durante el transporte y las mejoras en la conectividad han aumentado significativamente la tasa de propagación de este tipo de infecciones virales.
Para minimizar la transmisión viral y la infección masiva, las pruebas de diagnóstico rápido que puedan detectar e identificar virus son esenciales para aislar y tratar eficazmente a los pacientes infectados. En los últimos años, el inmunoensayo de flujo lateral (LFI) basado en fluorescencia ha ganado popularidad como herramienta de diagnóstico para la detección viral.
Se trata de una plataforma de detección rápida de virus que utiliza moléculas que brillan en condiciones especiales de iluminación en presencia de una carga viral. Sin embargo, el rendimiento de esta plataforma de detección es limitado debido a varios problemas relacionados con la sensibilidad de la detección.
En un estudio reciente, un equipo de investigadores dirigido por el profesor Min-Gon Kim del Departamento de Química del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju ha demostrado que estos LFI basados en fluorescencia, cuando se mejoran con sondas basadas en nanovarillas de oro (GNR). , podría detectar con precisión y rapidez una proteína del virus de la influenza, sin la necesidad de complejos equipos de laboratorio de diagnóstico.
Su trabajo estuvo disponible en ACS Nano .
El equipo desarrolló Cy5-mSiO2 Sondas @GNR con nanoestructuras núcleo-capa para la plataforma LFI. Estas sondas constan de un núcleo GNR, una capa de sílice mesoporosa (mSiO2 ), y la molécula fluorescente cianina 5 (Cy5). Este nuevo sistema de biodetección evita los problemas comunes asociados con el LFI basado en fluorescencia, como el fotoblanqueo de fluoróforos y los bajos rendimientos cuánticos, al aprovechar la fluorescencia mejorada con metales (MEF).
"La plataforma desarrollada por nosotros utiliza un fenómeno en el que las interacciones luz-materia en las proximidades de nanopartículas metálicas dan lugar a un efecto plasmónico, produciendo una fuerte fluorescencia. Los factores clave que dictan este efecto son la distancia y la superposición espectral del metal y el fluoróforo. en el sistema MEF", explica el profesor Kim.
Luego, el equipo sometió el Cy5-mSiO2 @GNR realiza una serie de pruebas teóricas y experimentales para investigar la dependencia del comportamiento de la fluorescencia de la distancia entre GNR y Cy5 ajustando el espesor del mSiO2 caparazón. Descubrieron que un espesor de 10,3 nm era óptimo para la cubierta y, en consecuencia, establecieron la condición de morfología del sistema MEF para lograr un efecto de fluorescencia mejorado.
Además, demostraron la aplicabilidad de sondas MEF optimizadas incorporándolas a una plataforma LFI para la detección del virus de la influenza A (IAV). Debido a la fluorescencia mejorada, el sistema MEF-LFI pudo detectar IAV incluso en concentraciones muy bajas de 1,85 ufp ml -1 en 20 minutos.
También mostró una alta especificidad hacia el IAV incluso en presencia de otros virus, como el MERS-CoV y el virus COVID-19. Además, este sistema de biodetección pudo identificar el IAV a partir de muestras clínicas de pacientes con una notable precisión de más del 99 %.
Haciendo hincapié en el potencial futuro de esta plataforma, el profesor Kim añade:"Los hallazgos de esta investigación no sólo pueden transformar las pruebas rápidas en la atención sanitaria, sino que su alcance también puede ampliarse a otras formas de diagnóstico de biomoléculas, con el objetivo final de mejorar la salud de las personas". calidad de vida."
El nuevo Cy5-mSiO2 De hecho, la plataforma LFI basada en @GNR puede ser una poderosa herramienta de diagnóstico en el punto de atención para la detección temprana y la detección de IAV y otros virus, incluso en condiciones de emergencia.
Más información: Donggu Hong et al, Enfoque plasmónico para la mejora de la fluorescencia de nanobarras de oro mesoporosas recubiertas de sílice para la detección del virus de la influenza A altamente sensible mediante inmunosensor de flujo lateral, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02651
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju
