地球与环境 2022-07-05 08:39

CSIC研究教授、ICN2纳米生物传感器和生物分析应用小组组长Laura M. Lechuga教授领导的研究团队开发了一种新型的纳米生物传感器,用于快速、定量和准确的COVID-19血清学,在短时间和简单的快速自检中实现了专业实验室分析的高可靠性。

Esquema del sensor

血清学测试在监测和管理流行病或大流行病以及在获得性免疫研究方面发挥着重要作用。目前,COVID-19血清学采用成熟的免疫分析技术进行,灵敏度高,但需要经过训练的专业实验室和3至48小时的处理时间。一种更快更简单的方法是横向流动分析法——比如药店出售的快速诊断检测。然而,后者并不完全可靠,因为它们只表现出中等的敏感性和特异性。

CSIC研究教授、加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所(ICN2)纳米生物传感器和生物分析应用组组长Laura M. Lechuga教授领导的研究团队开发并广泛验证了一种新型的血清学纳米生物传感器,该传感器可以快速(少于15分钟)识别和定量血清中的SARS-COV-2抗体,而不需要对样品进行预处理和漫长的处理。它采用了一种基于等离子体技术的光学传感设备,Lechuga教授的团队多年来一直在巩固这种技术,并已将其应用于各种疾病和状况的诊断,如癌症生物标志物检测、谷蛋白摄入或抗生素过敏。

在2019冠状病毒病大流行的头几个月,瓦尔德希布伦大学医院和巴塞罗那Clínic医院提供的临床样本进行了广泛的测试,以证明这种生物传感器技术的有效性和可靠性。特别是使用了120份血清样本,其中100份来自COVID-19确诊患者,20份阴性患者(疫情暴发前采集)。与标准技术和商业横向流动分析的比较分析表明,这种等离子体生物传感器技术优于已建立的诊断方法,提供卓越的灵敏度(99%)和特异性(100%)。

这种显著的准确性和较短的操作时间(结果可在15分钟内得到)使这种新的生物传感器成为快速和可靠的血清学测试的杰出工具。快速定量血清学对于监测COVID-19大流行的演变、管理患者在重症监护病房的住院和安置,以及在疫苗接种活动期间和出现新出现的病毒变异时评估个人的免疫状态至关重要。

由于读出设备紧凑,操作过程可以自动化,这项技术也有可能应用于即时护理,并可以引入到医生的实践和药房。此外,同样的技术可以用于检测体液中的各种物质,如谷蛋白多肽、早期癌症生物标志物、抗凝药物或抗生素过敏抗体,从而用于许多疾病的诊断和监测。

该技术的就绪水平已经非常高,其开发人员致力于实现快速的技术转移到工业,以便在临床环境和分散设置中引入这种新的生物传感器设备。观看这段动画,演示携带废弃墨盒的便携式读出设备是如何工作的。

这项研究在欧盟资助的项目CoNVaT的框架下进行,其结果发表在《分析化学》杂志上。这项研究是由Lechuga教授的小组与Vall d’hebron大学医院(西班牙巴塞罗那)的重症监护和临床微生物学系、医院的气内科Clínic(巴塞罗那- idibaps)和艾克斯-马赛大学(法国)的新兴病毒部门合作开发的。高级研究员Maria Soler博士和M. Carmen博士Estévez为通讯作者,而博士生Olalla Calvo-Lozano为第一作者,完成了系统的优化和验证。

关于ICN2

研究所Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)致力于卫生、能源、环境以及计算机和通信技术等广泛领域的知识、材料和设备的开发。它的经验是在纳米尺度,在那里,新的性质和相互作用,以及在日常生活中使用它们的方式,不断被发现。它的目标之一是重新团结具有不同能力的科学人员,以寻求更好的科学、更好的教学和对社会的更高影响,同时它探索了与当地和全球产业互动的新方式。

该研究所在2014年被誉为卓越中心·lència Severo Ochoa,并在2018年被称为Ciencia, Innovación y Universidades翻新。它的赞助人包括加泰罗尼亚议会、卓越调查委员会Científicas (CSIC)和学院所在的巴塞罗那大学Autònoma de Barcelona (UAB)。ICN2是CERCA中心,也是巴塞罗那科学技术研究所(BIST)和欧洲石墨烯旗舰的创始成员之一。

参考文章:

Olalla Calvo-Lozano, Miquel Sierra, Maria Soler, Maria Carmen Estévez, Luis Chiscano-Camón, Adolfo ruizs - sanmartin, Juan Carlos ruizs - rodriguez, Ricard Ferrer, Juan José González-López, Juliana Esperalba, Candela Fernández-Naval, Leticia Bueno, Ruben López-Aladid, Antoni Torres, Laia Fernández-Barat, Sarah Attoumani, Rémi Charrel, Bruno Coutard,和Laura M. Lechuga,用于快速、定量和高敏感COVID-19血清学的无标记电中性生物传感器:实施和临床验证。肛交。化学,2022,94,2,975-984。DOI: 10.1021 / acs.analchem.1c03850


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