Interdisciplinarna ekipa za razvoj nove fizikalne tehnologije za odkrivanje COVID-19

Eden najbolj zahtevnih vidikov pandemije COVID-19 je bilo pomanjkanje potrebnih testov za odkrivanje in sledenje okužb-in brez ustreznega testiranja, vladni uradniki nimajo podatkov, ki jih potrebujejo za sprejemanje najboljših možnih odločitev v interesu javnega zdravja.

Poleg tega, da jih primanjkuje, večina testov uporablja biokemikalije, ki so drage in jih je težko proizvesti, zahtevajo dolge čase obrabe rezultatov testa in povzročijo veliko število lažno negativnih rezultatov-kar pomeni, da so nekateri ljudje, ki so negativni, še vedno okuženi in nevede širijo bolezen. In čeprav novejše metode testiranja, ki odkrivajo protitelesa v krvi, temelji na tako imenovani metodi ELISA, hitro prihajajo na splet, znanstveniki in zdravniki dvomijo o njihovi učinkovitosti.

Profesor NAU Miguel José Yacamán, fizik in znanstvenik za materiale v Centru za vmesnike materialov v raziskavah in aplikacijah (¡MIRA!), je sestavil interdisciplinarno ekipo za razvoj nove preskusne tehnologije, ki obljublja premagovanje vseh teh izzivov. Projekt, "Razvoj novega testa za SARS-CoV-2 z uporabo ramanske spektroskopije z eno molekulo, izboljšano na površini, "je bil nedavno nagrajen z 200 USD, 000 nepovratnih sredstev iz programa financiranja Nacionalne znanstvene fundacije za raziskave hitrega odziva (RAPID), ki podpira raziskave, povezane z virusi. Čeprav ima ekipa eno leto za razvoj novega testa, José Yacamán namerava ta cilj doseči še prej.

Ekipa bo razvila nov test z uporabo konceptov iz fizike, ne biokemija, José Yacamán razlaga. Osredotočili se bodo na nedavna odkritja na nastajajočih področjih nanotehnologije, plazmonskih nanodelcev in 2D materialov (podobno kot grafen).

"Projektna skupina bo uporabila netradicionalne tehnike za odkrivanje virusa pri okuženih bolnikih. Razvili bomo alternativno metodo, ki temelji na nedavnem napredku v fiziki, povezanem z interakcijo svetlobe s snovjo, " rekel je.

Metoda, Ramanova spektroskopija z eno molekulo, izboljšana površina (SM-SERS), bo odkril proteine ​​S virusa SARs-Cov-2, ki sodelujejo pri okužbi na celični ravni. "Sposobnost SM-SERS, da zazna le eno molekulo beljakovin, bo zdravstvenim delavcem omogočila zgodnje odkrivanje okužbe in spremljanje bolnikov, ki okrevajo po bolezni."

Glavni raziskovalec projekta, José Yacamán bo sodeloval z dvema ¡MIRA! kolegi, izredni profesor Andy Koppisch, biokemik, in izredni profesor prakse Rob Kellar, biomedicinski inženir; in z regenskim profesorjem Paulom Keimom, mikrobni genetik, in profesor Dave Wagner, ekolog za bolezni, oba z NAU -jevim Inštitutom za patogene in mikrobiome (PMI).

V svojem prejšnjem delu je José Yacamán je uporabil površinsko izboljšano Ramanovo spektroskopijo za odkrivanje glikoproteinov in sialinske kisline kot metode testiranja raka dojke, ki je zdaj v fazi končne odobritve za komercialno uporabo.

"V primeru virusa SARS-CoV-2, uporaba istih tehnik je bila naravna razširitev, " rekel je, "vendar bo zahtevalo strokovno znanje naših kolegov PMI, ki v svojih laboratorijih gojijo virus SARS-CoV-2, uspeti."

Velik napredek v znanosti se skoraj vedno zgodi na stiku med disciplinami, in to je odličen primer. Mislim, da je to delo med ¡MIRA! in PMI bi lahko spremenil igro v našem boju proti COVID-19. "

Paul Keim, Izvršni direktor PMI

"Ta projekt je skupno prizadevanje raziskovalcev v ¡MIRA! In PMI, "je dejala direktorica in profesorica ¡MIRA! Jennifer Martinez." To kaže na moč interdisciplinarnega dela za ustvarjanje novih idej in novih možnosti financiranja-in, Najpomembneje, pomen imeti centre odličnosti za spodbujanje novih raziskav za NAU. "

"Če bo uspelo, naše raziskave bodo prvi korak pri razvoju metode, ki temelji na fiziki, ki bo hitra in poceni, z visoko občutljivostjo in specifičnostjo ter nizkim odstotkom lažnih negativov, "je dejal Yacaman." Ta test bo veliko natančnejša in zanesljivejša metoda za odkrivanje okužb. "

"Možno je, da ko bomo razvili ta test, prenosna Ramanova oprema se lahko široko uporablja pri številnih različnih populacijah; na primer, v podeželskih ali oddaljenih skupnostih ali na postajah oskrbe v šolah, tovarne, skupnosti, itd., poleg tradicionalnih testnih mest, " rekel je.

"Ko bodo v teku obsežna testiranja, Nadaljnja analiza podatkov SM-SERS bo znanstvenikom pomagala razumeti spremembe beljakovin virusa in pomagati pri razvoju protivirusnih zdravil. "

• Namen študije je identificirati označevalce, ki napovedujejo, kako COVID-19 vpliva na bolnike
• Študija:Črevesni mikrobiomi astronavtov postajajo v vesolju bolj raznoliki kot manj