211service.com
Een snelle, gevoelige virusdetector
Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een ultragevoelige sensor ontwikkeld die mogelijk in een handheld-apparaat kan worden gebruikt om binnen enkele minuten verschillende virussen te detecteren en hun concentratie te meten. De sensor kan worden gebruikt om snel mensen te screenen in ziekenhuizen en noodklinieken om uitbraken van ziekten zoals SARS en de vogelgriep te bestrijden. Het enige dat nodig is, is een klein stukje speeksel, bloed of andere lichaamsvloeistof.
In een nieuwe virusdetecterende sensor splitsen golfgeleiders in een siliciumsubstraat licht in vier parallelle bundels. De bundels vormen dan een interferentiepatroon dat verandert wanneer virussen zich binden aan de antilichamen die op een van de lichtkanalen zijn geplaatst. Onderzoekers van de Universiteit Twente maakten het apparaat, dat binnen enkele minuten lage virusconcentraties kan detecteren.
De momenteel beschikbare methoden om virussen te detecteren, zijn ook gevoelig. Maar ze vereisen een moeizame voorbereiding van het vloeistofmonster en geven pas na enkele dagen resultaten. Omdat virale ziekten zich snel kunnen verspreiden, zoeken onderzoekers naar eenvoudigere, snellere manieren om virussen direct te detecteren. U wilt een hulpmiddel waarop u het [vloeistof]monster ter plaatse aanbrengt en binnen een paar minuten zegt of de persoon het SARS-virus heeft, zegt Aurel Ymeti , een postdoctoraal onderzoeker in biofysische technologie en de hoofdontwikkelaar van de sensor.
De onderzoekers werken nu samen met het Tiel, het in Nederland gevestigde bedrijf Paradocs Group BV om een commercieel prototype van de sensor te ontwikkelen, die ze online beschrijven in een Nano-letters papier. Het apparaat maakt gebruik van een siliciumsubstraat met kanalen die laserlicht geleiden. Licht komt aan één uiteinde het substraat binnen en wordt in vier evenwijdige bundels gesplitst. Wanneer deze bundels aan het andere uiteinde tevoorschijn komen, verspreiden ze zich en overlappen ze elkaar, waardoor een patroon van heldere en donkere banden ontstaat, ook wel een interferentiepatroon genoemd, dat de onderzoekers registreren.
Tot nu toe hebben de onderzoekers de sensor alleen getest op het herpes-simplexvirus. Op een van de vier lichtgeleidende kanalen hechten de onderzoekers antistoffen die zich aan het virus binden. Dan stromen ze langzaam een zoutoplossing van het virus langs dat kanaal. Naarmate de microben zich hechten aan de antilichamen, verandert het interferentiepatroon. Hoe hoger de concentratie, hoe meer het interferentiepatroon verschuift.
Door de verandering in het patroon voor verschillende virusconcentraties te meten, leggen de onderzoekers een vaste relatie tussen beide factoren. Zodra deze relatie bekend is, zegt Ymeti dat ze de concentratie van een nieuwe virusoplossing kunnen schatten door de reactie van de sensor een paar minuten te analyseren.
De onderzoekers kunnen het virus ook opsporen in menselijk serum of bloedplasma. Dit is meestal moeilijker om te doen dan het virus in een zoutoplossing te detecteren, omdat serum veel verschillende eiwitten bevat die zich aan het antilichaam kunnen hechten en fouten kunnen veroorzaken. Tot nu toe detecteert de sensor het virus alleen als de concentratie in het serum hoog is. Om bruikbaar te zijn, moet de verbeterde prototypesensor in staat zijn om nauwkeurig lage concentraties in verschillende lichaamsvloeistoffen te meten.
Waar de sensor alleen voor het herpesvirus heeft gewerkt, hopen de onderzoekers hem binnenkort ook voor andere virussen aan te tonen om hem breed toepasbaar te maken. Om het SARS-, HIV- of vogelgriepvirus te detecteren, zouden de onderzoekers antilichamen specifiek voor die virussen op het lichtkanaal moeten hechten. Door verschillende antilichamen op verschillende lichtkanalen te bevestigen, zou dezelfde sensor meerdere ziekten kunnen detecteren.
Het detecteren van verschillende virussen met dit apparaat zou geen grote hindernis moeten zijn, zegt David Gottfried, een biosensor-onderzoeker bij de Georgia Tech Research Institute . Tot nu toe heeft niemand een snelle, draagbare sensor gedemonstreerd die kan worden gebruikt om ter plaatse virale ziekten op te sporen. Dit is een van de eerste demonstraties van een biosensortechniek die [praktisch] zou kunnen zijn voor virussen, en het heeft de gevoeligheid die nodig is voor vroege detectie, zegt Gottfried.
Ymeti zegt dat het doel is om een klein microfluïdica-apparaat te hebben dat tegelijkertijd op verschillende ziekten kan testen. Hij verwacht dat zo'n prototype binnen twee jaar klaar zal zijn.