Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Top News

Sensor elektrokimia berbasis kertas dapat mendeteksi COVID-19 dalam waktu kurang dari lima menit – ScienceDaily


Ketika pandemi COVID-19 terus menyebar ke seluruh dunia, pengujian tetap menjadi strategi utama untuk melacak dan menahan virus. Mahasiswa pascasarjana bioteknologi, Maha Alafeef, telah bersama-sama mengembangkan tes ultrasensitif yang cepat menggunakan sensor elektrokimia berbasis kertas yang dapat mendeteksi keberadaan virus dalam waktu kurang dari lima menit. Tim yang dipimpin oleh profesor Dipanjan Pan melaporkan temuan mereka di ACS Nano.

“Saat ini, kami mengalami peristiwa yang mengubah hidup sekali dalam satu abad,” kata Alafeef. “Kami menanggapi kebutuhan global ini dari pendekatan holistik dengan mengembangkan alat multidisiplin untuk deteksi dini dan diagnosis serta pengobatan untuk SARS-CoV-2.”

Ada dua kategori luas tes COVID-19 di pasaran. Kategori pertama menggunakan reverse transcriptase real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) dan strategi hibridisasi asam nukleat untuk mengidentifikasi RNA virus. Tes diagnostik yang disetujui FDA saat ini menggunakan teknik ini. Beberapa kekurangan termasuk jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pengujian, kebutuhan akan personel khusus dan ketersediaan peralatan dan reagen.

Kategori tes kedua berfokus pada deteksi antibodi. Namun, mungkin ada penundaan beberapa hari hingga beberapa minggu setelah seseorang terpajan virus agar mereka dapat menghasilkan antibodi yang dapat dideteksi.

Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah berhasil membuat biosensor di tempat perawatan menggunakan nanomaterial 2D seperti graphene untuk mendeteksi penyakit. Keuntungan utama dari biosensor berbasis graphene adalah sensitivitasnya, biaya produksi yang rendah dan perputaran deteksi yang cepat. “Penemuan graphene membuka era baru pengembangan sensor karena sifat-sifatnya. Graphene menunjukkan sifat mekanis dan elektrokimia unik yang membuatnya ideal untuk pengembangan sensor elektrokimia sensitif,” kata Alafeef. Tim menciptakan biosensor elektrokimia berbasis graphene dengan pengaturan pembacaan listrik untuk secara selektif mendeteksi keberadaan materi genetik SARS-CoV-2.

Ada dua komponen pada biosensor ini: platform untuk mengukur pembacaan listrik dan probe untuk mendeteksi keberadaan RNA virus. Untuk membuat platform, pertama-tama peneliti melapisi kertas saring dengan lapisan nanoplatelet graphene untuk membuat film konduktif. Kemudian, mereka menempatkan elektroda emas dengan desain yang telah ditentukan di atas graphene sebagai bantalan kontak untuk pembacaan listrik. Baik emas dan graphene memiliki sensitivitas dan konduktivitas tinggi yang membuat platform ini sangat sensitif untuk mendeteksi perubahan sinyal listrik.

Tes COVID-19 berbasis RNA saat ini menyaring keberadaan gen N (nukleokapsid fosfoprotein) pada virus SARS-CoV-2. Dalam penelitian ini, tim merancang probe antisense oligonucleotide (ASOs) untuk menargetkan dua wilayah gen-N. Menargetkan dua wilayah memastikan keandalan senor jika satu wilayah mengalami mutasi gen. Selanjutnya, nanopartikel emas (AuNP) dibatasi dengan asam nukleat untai tunggal (ssDNA) ini, yang mewakili probe penginderaan ultra-sensitif untuk SARS-CoV-2 RNA.

Para peneliti sebelumnya menunjukkan sensitivitas probe penginderaan yang dikembangkan dalam pekerjaan mereka sebelumnya yang diterbitkan di ACS Nano. Hibridisasi RNA virus dengan probe ini menyebabkan perubahan respons listrik sensor. Tutup AuNP mempercepat transfer elektron dan ketika disiarkan melalui platform penginderaan, menghasilkan peningkatan sinyal keluaran dan menunjukkan adanya virus.

Tim menguji kinerja sensor ini dengan menggunakan sampel positif dan negatif COVID-19. Sensor tersebut menunjukkan peningkatan yang signifikan pada tegangan sampel positif dibandingkan dengan yang negatif dan memastikan adanya materi genetik virus dalam waktu kurang dari lima menit. Lebih lanjut, sensor tersebut mampu membedakan viral RNA load dalam sampel ini. Viral load merupakan indikator kuantitatif penting dari perkembangan infeksi dan tantangan untuk mengukur dengan menggunakan metode diagnostik yang ada.

Platform ini memiliki aplikasi yang luas karena mudah dibawa dan biayanya rendah. Sensor tersebut, jika terintegrasi dengan mikrokontroler dan layar LED atau dengan smartphone melalui Bluetooth atau wifi, dapat digunakan di tempat perawatan di kantor dokter atau bahkan di rumah. Selain COVID-19, tim peneliti juga memperkirakan sistem dapat beradaptasi untuk mendeteksi berbagai penyakit.

“Potensi bioteknologi yang tidak terbatas selalu menarik minat saya dengan aplikasi terjemahan yang inovatif,” kata Alafeef. “Saya senang melihat proyek penelitian saya berdampak pada pemecahan masalah dunia nyata. Akhirnya, saya ingin mengucapkan terima kasih kepada Ph.D., dosen pembimbing Dipanjan Pan atas dukungannya yang tiada habisnya, ilmuwan penelitian Dr. Parikesit Moitra, dan penelitian. asisten Ketan Dighe atas bantuan dan kontribusinya terhadap keberhasilan penelitian ini. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Fakultas Teknik Universitas Illinois Grainger. Asli ditulis oleh Huan Song. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online