p Engenheiros da Escola de Engenharia McKelvey da Universidade de Washington em St. Louis receberam financiamento federal para um teste rápido COVID-19 usando uma tecnologia desenvolvida recentemente. p Srikanth Singamaneni, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais, e sua equipe desenvolveu um rápido, biossensor altamente sensível e preciso baseado em uma nanossonda fluorescente ultrabright, que tem potencial para ser amplamente implantado.

p Chamado de flúor plasmônico, a nanossonda fluorescente ultrabright também pode ajudar em condições de recursos limitados porque requer menos instrumentos complexos para ler os resultados.

p Singamaneni acredita que seu biossensor à base de flúor plasmônico será 100 vezes mais sensível em comparação com o método convencional de detecção de anticorpos SARS-CoV-2. O aumento da sensibilidade permitiria aos médicos e pesquisadores encontrar mais facilmente casos positivos e diminuir a chance de falsos negativos.

p O flúor plasmático funciona aumentando o sinal de fluorescência para o ruído de fundo. Imagine tentar pegar vaga-lumes ao ar livre em um dia ensolarado. Você pode ganhar um ou dois, mas contra o brilho do sol, esses pequenos insetos são difíceis de ver. E se esses vaga-lumes tivessem o brilho semelhante a uma lanterna de alta potência?

p O flúor plasmônico efetivamente aumenta o brilho dos rótulos fluorescentes usados ​​em uma variedade de métodos de biossensor e bioimagem. Além do teste COVID-19, pode ser potencialmente usado para diagnosticar, por exemplo, que uma pessoa teve um ataque cardíaco medindo os níveis de moléculas relevantes em amostras de sangue ou urina.

p Usando flúor plasmônico, que é composto de nanopartículas de ouro revestidas com corantes convencionais, pesquisadores conseguiram atingir até 6, Nanolabel fluorescente 700 vezes mais brilhante em comparação com os corantes convencionais, o que pode potencialmente levar a um diagnóstico precoce. Usando este nanolabel como uma lanterna ultrabright, eles demonstraram a detecção de quantidades extremamente pequenas de biomoléculas alvo em biofluidos e até mesmo moléculas presentes nas células.

p O estudo foi publicado na edição de 20 de abril da Nature Biomedical Engineering .

p Nanopartículas de ouro servem como faróis

p Em pesquisas biomédicas e laboratórios clínicos, a fluorescência é usada como um farol para ver e seguir as biomoléculas-alvo com precisão. É uma ferramenta extremamente útil, mas não é perfeito.

p "O problema da fluorescência é, em muitos casos, não é suficientemente intenso, "Singamaneni disse. Se o sinal fluorescente não for forte o suficiente para se destacar contra os sinais de fundo, assim como vaga-lumes contra o brilho do sol, os pesquisadores podem deixar de ver algo menos abundante, mas importante.

p "Aumentar o brilho de um nanolabel é extremamente desafiador, "disse Jingyi Luan, autor principal do artigo. Mas aqui, é a nanopartícula de ouro situada no centro do flúor plasmônico que realmente faz o trabalho de transformar eficientemente os vaga-lumes em lanternas, por assim dizer. A nanopartícula de ouro atua como uma antena, fortemente absorvendo e espalhando luz. Essa luz altamente concentrada é canalizada para o fluoróforo colocado em torno da nanopartícula. Além de concentrar a luz, as nanopartículas aceleram a taxa de emissão dos fluoróforos. Tomados em conjunto, esses dois efeitos aumentam a emissão de fluorescência.

p Essencialmente, cada fluoróforo se torna um farol mais eficiente, e os 200 fluoróforos ao redor da nanopartícula emitem um sinal que é igual a 6, 700 fluoróforos.

p Além de detectar baixas quantidades de moléculas, o tempo de detecção pode ser reduzido usando flúor plasmônico, pois os faróis mais brilhantes significam que menos proteínas capturadas são necessárias para determinar sua presença.

p Os pesquisadores também mostraram que o flúor plasmônico permite a detecção de várias proteínas simultaneamente. E na citometria de fluxo, O efeito de brilho do flúor plasmônico permite uma medição mais precisa e sensível de proteínas na superfície da célula, cujo sinal pode ter sido enterrado no ruído de fundo usando marcação fluorescente tradicional.

p Houve outros esforços para melhorar a marcação fluorescente na imagem, mas muitos exigem o uso de um fluxo de trabalho e plataforma de medição totalmente novos. Além da capacidade do flúor plasmônico de aumentar muito a sensibilidade e diminuir o tempo de detecção, não requer nenhuma alteração nas ferramentas ou técnicas laboratoriais existentes.

p A tecnologia foi licenciada para a Auragent Bioscience LLC pelo Office of Technology Management da Washington University. A Auragent está em processo de desenvolvimento e ampliação da produção de flúores plasmônicos para comercialização.