Epidemias recorrentes de gripe, como a que ocorreu durante a Primeira Guerra Mundial, o surto de coronavírus da síndrome respiratória no Oriente Médio (MERS-CoV) na década de 2010 e a pandemia de COVID-19 nos últimos anos tornaram evidente que as doenças respiratórias virais contagiosas muitas vezes causam um aparição na linha do tempo da história humana.



Populações mais densas, contacto próximo durante o transporte e melhorias na conectividade aumentaram significativamente a taxa de propagação destas infecções virais.

Para minimizar a transmissão viral e a infecção em massa, testes de diagnóstico rápidos que possam detectar e identificar vírus são essenciais para o isolamento e tratamento eficazes de pacientes infectados. Nos últimos anos, o imunoensaio de fluxo lateral (LFI) baseado em fluorescência ganhou popularidade como ferramenta de diagnóstico para detecção viral.

É uma plataforma de detecção rápida de vírus que utiliza moléculas que brilham sob condições especiais de iluminação na presença de carga viral. No entanto, o desempenho desta plataforma de detecção é limitado devido a vários problemas relacionados à sensibilidade da detecção.

Num estudo recente, uma equipa de investigadores liderada pelo Professor Min-Gon Kim, do Departamento de Química do Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju, demonstrou agora que estes LFIs baseados em fluorescência, quando melhorados por sondas baseadas em nanobastões de ouro (GNR). , poderia detectar com precisão e rapidez uma proteína do vírus influenza, sem a necessidade de equipamentos laboratoriais de diagnóstico complexos.

O trabalho deles foi disponibilizado no ACS Nano .

A equipe desenvolveu Cy5-mSiO₂ Sondas @GNR com nanoestruturas core-shell para a plataforma LFI. Essas sondas consistem em um núcleo GNR, uma concha de sílica mesoporosa (mSiO₂ ), e a molécula fluorescente cianina 5 (Cy5). Este novo sistema de biossensor contorna problemas comuns associados ao LFI baseado em fluorescência, como fotobranqueamento de fluoróforos e baixos rendimentos quânticos, aproveitando a fluorescência aprimorada por metal (MEF).

"A plataforma desenvolvida por nós utiliza um fenômeno onde as interações luz-matéria nas proximidades de nanopartículas metálicas dão origem a um efeito plasmônico, produzindo uma forte fluorescência. Os principais fatores que ditam esse efeito são a distância e a sobreposição espectral do metal e do fluoróforo no sistema MEF", explica o Prof. Kim.

A equipe então submeteu o Cy5-mSiO₂ @GNR sonda uma série de testes teóricos e experimentais para investigar a dependência do comportamento da fluorescência na distância entre o GNR e o Cy5, ajustando a espessura do mSiO₂ concha. Eles descobriram que uma espessura de 10,3 nm era ideal para o invólucro e, consequentemente, definiram a condição morfológica do sistema MEF para obter um efeito de fluorescência aprimorado.

Além disso, demonstraram a aplicabilidade de sondas MEF otimizadas, incorporando-as numa plataforma LFI para a detecção do vírus influenza A (IAV). Devido à fluorescência melhorada, o sistema MEF-LFI foi capaz de detectar IAV mesmo em concentrações muito baixas de 1,85 pfu mL ^-1 dentro de 20 minutos.

Também mostrou alta especificidade para o IAV mesmo na presença de outros vírus, como o MERS-CoV e o vírus COVID-19. Além disso, este sistema de biossensor foi capaz de identificar o IAV a partir de amostras clínicas de pacientes com uma precisão notável de mais de 99%.

Enfatizando o potencial futuro desta plataforma, o Prof. Kim acrescenta:"As descobertas desta pesquisa podem não apenas transformar os testes rápidos nos cuidados de saúde, mas seu escopo também pode ser estendido a outras formas de diagnóstico de biomoléculas, com o objetivo final de melhorar a saúde das pessoas. qualidade de vida."

O novo Cy5-mSiO₂ A plataforma LFI baseada em @GNR pode, de fato, ser uma poderosa ferramenta de diagnóstico no local de atendimento para detecção precoce e triagem de IAV e outros vírus, mesmo em condições de emergência.

Mais informações: Donggu Hong et al, Abordagem Plasmônica para Melhoramento de Fluorescência de Nanobastões de Ouro Revestidos com Sílica Mesoporosa para Detecção de Vírus Influenza A Altamente Sensível Usando Imunosensor de Fluxo Lateral, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02651
Informações do diário: ACS Nano

Fornecido pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju