Interdisciplinarni tim za razvoj nove tehnologije temeljene na fizici za otkrivanje COVID-19

Jedan od najizazovnijih aspekata pandemije COVID-19 bio je nedostatak testiranja potrebnih za otkrivanje i praćenje infekcija-i bez odgovarajućeg testiranja, državni službenici nemaju podatke koji su im potrebni za donošenje najboljih mogućih odluka u interesu javnog zdravlja.

Osim što ga nema, većina testova koristi biokemikalije koje su skupe i teške za proizvodnju, zahtijevaju dugo vrijeme obrade rezultata testa i proizvode veliki broj lažno negativnih rezultata-što znači da bi neki ljudi koji su negativni bili još uvijek zaraženi i nesvjesno širili bolest. Iako su novije metode ispitivanja koje otkrivaju antitijela u krvi, na temelju tzv. ELISA metode, brzo dolaze na internet, znanstvenici i liječnici dovode u pitanje njihovu učinkovitost.

Profesor NAU -a Miguel José Yacamán, fizičar i znanstvenik za materijale u Centru za sučelja materijala u istraživanju i primjenama (¡MIRA!), okupio je interdisciplinarni tim za razvoj nove testne tehnologije koja obećava prevladavanje svih ovih izazova. Projekt, "Razvoj novog testa za SARS-CoV-2 pomoću ramanske spektroskopije s jednom molekulom, poboljšane površine, "nedavno je nagrađen sa 200 dolara, 000 bespovratnih sredstava iz programa financiranja Rapid Response Research (RAPID) Nacionalne zaklade za znanost koji podržava istraživanja vezana za viruse. Iako tim ima godinu dana za razvoj novog testa, José Yacamán planira postići ovaj cilj još ranije.

Tim će razviti novi test primjenom koncepata iz fizike, ne biokemija, José Yacamán objašnjava. Usredotočit će se na nedavna otkrića u novim poljima nanotehnologije, plazmonskih nanočestica i 2D materijala (slično grafenu).

"Projektni tim će koristiti netradicionalne tehnike za otkrivanje virusa kod zaraženih pacijenata. Razvit ćemo alternativnu metodu temeljenu na nedavnom napretku fizike vezanom za interakciju svjetla s materijom, " On je rekao.

Metoda, Poboljšana ramanska spektroskopija s jednom molekulom (SM-SERS), otkriti će S proteine ​​virusa SARs-Cov-2, koji sudjeluju u infekciji na staničnoj razini. "Sposobnost SM-SERS-a da otkrije samo jednu molekulu proteina omogućit će zdravstvenim djelatnicima da rano otkriju infekciju i prate pacijente koji se oporave od bolesti."

Glavni istraživač projekta, José Yacamán radit će u suradnji s dvije ¡MIRE! kolege, izvanredni profesor Andy Koppisch, biokemičar, i izvanredni profesor prakse Rob Kellar, inženjer biomedicine; i s regenskim profesorom Paulom Keimom, mikrobni genetičar, i profesor Dave Wagner, ekolog za bolesti, oba s NAU -ovim Institutom za patogene i mikrobiome (PMI).

U svom prethodnom radu, José Yacamán upotrijebio je površinski poboljšanu Ramanovu spektroskopiju za otkrivanje glikoproteina i sijalinske kiseline kao metode ispitivanja raka dojke, koji je sada u završnoj fazi odobrenja za komercijalnu uporabu.

"U slučaju virusa SARS-CoV-2, bilo je prirodno produženje primjene istih tehnika, " On je rekao, "ali to će zahtijevati stručnost naših kolega iz PMI -a, koji uzgajaju virus SARS-CoV-2 u svojim laboratorijima, uspjeti."

Veliki napredak u znanosti gotovo se uvijek događa na spoju između disciplina, i ovo je izvrstan primjer. Mislim da je ovo djelo između ¡MIRE! i PMI bi mogao promijeniti igru ​​u našoj borbi protiv COVID-19. "

Paul Keim, Izvršni direktor PMI -a

"Ovaj projekt je zajednički napor istraživača u ¡MIRA -i! I PMI -a, "rekla je ¡MIRA! ravnateljica i profesorica Jennifer Martinez." To pokazuje moć interdisciplinarnog rada za stvaranje novih ideja i novih mogućnosti financiranja-i, najvažnije, važnost postojanja centara izvrsnosti za pokretanje novih istraživanja za NAU. "

"Ako uspije, naše će istraživanje biti prvi korak u razvoju metode temeljene na fizici koja će biti brza i jeftina, s visokom osjetljivošću i specifičnošću te niskim postotkom lažnih negativa, "rekao je Yacaman." Ovaj test bit će mnogo preciznija i pouzdanija metoda za otkrivanje infekcija. "

"Moguće je zamisliti da nakon što razvijemo ovaj test, prijenosna Ramanova oprema može se široko koristiti u mnogim različitim populacijama; na primjer, u ruralnim ili udaljenim zajednicama ili na mjestima za njegu u školama, tvornice, društveni centri i tako dalje, uz tradicionalna mjesta testiranja, " On je rekao.

"Nakon što je u tijeku široko rasprostranjeno testiranje, daljnja analiza podataka SM-SERS pomoći će znanstvenicima u razumijevanju promjena na virusnim proteinima i pomoći u razvoju antivirusnih lijekova. "

• Studija ima za cilj identificirati markere koji predviđaju kako COVID-19 utječe na pacijente
• Studija:Mikrobiomi crijeva astronauta postaju raznolikiji u svemiru, a ne manje