El método de biodetección de gotas abre la puerta para una identificación más rápida de COVID-19
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
El profesor asociado de ingeniería mecánica Jiangtao Cheng y el profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática Wei Zhou han desarrollado un método de biodetección ultrasensible que podría acortar el tiempo necesario para verificar la presencia del virus COVID-19 en una muestra. Su investigación revisada por pares se publicó en ACS Nano el 29 de junio.
Hay mucho espacio para mejorar el ritmo de las pruebas de coronavirus, según han descubierto Cheng y Zhou. Las pruebas de verificación actuales de COVID-19 requieren algunas horas para completarse, ya que la verificación de la presencia del virus requiere la extracción y comparación de material genético viral, un proceso que requiere mucho tiempo y requiere una serie de pasos. La cantidad de virus en una muestra también está sujeta a errores, y los pacientes que han tenido el virus durante un período de tiempo más corto pueden dar negativo porque no hay suficiente virus presente para desencadenar un resultado positivo.
En el método de Cheng y Zhou, se puede detectar todo el contenido de una gota de muestra y no hay extracción ni otros procedimientos tediosos. El contenido de una microgota se condensa y caracteriza en minutos, reduciendo drásticamente el margen de error y brindando una imagen clara de los materiales presentes.
La clave de este método está en crear una superficie sobre la cual el agua que contiene la muestra viaja de diferentes maneras. En superficies donde las gotas de agua pueden «pegarse» o «deslizarse», el factor determinante es la fricción. Las superficies que introducen más fricción hacen que las gotas de agua se detengan, mientras que menos fricción hace que las gotas de agua se deslicen sobre la superficie sin inhibiciones.
El método comienza colocando una muestra recolectada en un líquido. Luego, el líquido se introduce en una superficie de sustrato diseñada con regiones de alta y baja fricción. Las gotas que contienen la muestra se moverán más rápidamente en algunas áreas pero se anclarán en otras gracias a un recubrimiento de nanoantena que introduce más fricción. Estos toboganes acuáticos de parar y avanzar permiten que las gotas de agua sean dirigidas y transportadas de manera programable y reconfigurable. Las ubicaciones «detenidas» son muy pequeñas debido a una capa intrincadamente colocada de nanotubos de carbono en micropilares grabados.
Estos puntos prescritos con nanoantenas se establecen como sensores activos. El grupo de Cheng y Zhou calienta la superficie del sustrato para que la gota de agua anclada comience a evaporarse. En comparación con la evaporación natural, esta denominada evaporación parcial asistida por Leidenfrost proporciona una fuerza de levitación que hace que el contenido de la gota flote hacia la nanoantena a medida que el líquido se evapora. El paquete de partículas de muestra se contrae hacia el centro restringido de la base de la gota, lo que da como resultado un paquete de moléculas de analito producido rápidamente.
Para una detección y análisis rápidos de estas moléculas, se dirige un rayo láser hacia el punto con las moléculas empaquetadas para generar sus señales de luz de huellas dactilares vibratorias, una descripción de las moléculas expresadas en formas de onda. Este método de retroalimentación habilitada por láser se denomina espectroscopia Raman mejorada en la superficie.
Todo esto sucede en solo unos minutos, y el espectro de huellas dactilares y la frecuencia del coronavirus se pueden seleccionar rápidamente de una serie de los datos devueltos.
El profesor Cheng y el equipo de Zhou están buscando una patente para el método, y también están buscando financiamiento de los Institutos Nacionales de Salud para entregar el método para un uso generalizado.
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Las plantas modelan un método de enfriamiento térmico más eficiente Más información: Junyeob Song et al. Espectroscopía Raman mejorada en superficie ultrasensible asistida por evaporación parcial de Leidenfrost en una gota de agua de Janus en micro/nanoestructuras plasmónicas jerárquicas, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c04239 Información del diario: ACS Nano
Proporcionado por Virginia Tech Cita: El método de biodetección de gotas abre la puerta para una identificación más rápida de COVID-19 ( 2020, 21 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-droplet-biosensing-method-door-faster.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.