Анти

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 10693 (2022) Цитировать эту статью

9011 Доступов

11 цитат

396 Альтметрика

Подробности о метриках

Инфекционные заболевания входят в число ведущих причин смертности во всем мире. Новый коронавирус, названный коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), был идентифицирован в Ухане, Китай, в 2019 году, и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила его вспышку, коронавирусную болезнь 2019 года (COVID-19), как глобальная пандемия в 2020 году. COVID-19 может быстро передаваться от человека к человеку. Одной из наиболее сложных задач является выявление инфицированных лиц и предотвращение потенциального распространения SARS-CoV-2. В последнее время тесты на антитела к иммуноглобулину M (IgM) и иммуноглобулину G (IgG) к SARS-CoV-2 с использованием иммунохроматографических методов используются в качестве дополнения к современным методам обнаружения и предоставляют информацию о приблизительном течении инфекции COVID-19. Однако забор крови вызывает боль и создает риск заражения в месте прокола иглой. В этом исследовании был разработан новый патч-сенсор, объединяющий пористые микроиглы и иммунохроматографический анализ (PMNIA) для быстрого обнаружения анти-SARS-CoV-2 IgM/IgG в кожной интерстициальной жидкости (ISF), которая является богатым источником белка. биомаркеры, такие как антитела. Изготовлены биоразлагаемые пористые микроиглы (МН) из полимолочной кислоты для извлечения ИСФ из кожи человека капиллярным эффектом. Экстрагированный ISF вертикально транспортировался и поступал в прикрепленный биосенсор для иммуноанализа, где специфические антитела можно было обнаружить колориметрически на месте. Антитела IgM/IgG против SARS-CoV-2 были одновременно обнаружены в течение 3 минут in vitro. При этом предел обнаружения концентраций анти-SARS-CoV-2 IgM и IgG составлял всего 3 и 7 нг/мл соответственно. Ожидается, что разработанное устройство, объединяющее пористые МН и иммунохроматографические биосенсоры, позволит проводить минимально инвазивное, простое и быстрое тестирование антител IgM/IgG против SARS-CoV-2. Кроме того, компактный размер МН и устройства, интегрированного с биосенсором, способствует его широкому использованию. Предлагаемое устройство имеет большой потенциал для быстрого скрининга различных инфекционных заболеваний помимо COVID-19 в качестве эффективного дополняющего метода других диагностических тестов.

В конце 2019 года был выявлен новый коронавирус — коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), вызывающий коронавирусную болезнь 2019 года (COVID-19). Он распространился по всему миру в течение 3 месяцев из-за своей высокой контагиозности1,2. В марте 2020 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила вспышку COVID-19 глобальной пандемией3. Инфекция COVID-19 быстро распространяется от человека к человеку, и ее симптомы включают усталость, кашель, лихорадку, одышку, аносмию и агевзию; более серьезные симптомы включают дыхательную недостаточность, которая может быть опасной для жизни4,5. Кроме того, уровень бессимптомных инфекций составляет 16–38%, что затрудняет выявление всех лиц, инфицированных SARS-CoV-26. Вакцины против COVID-19 эффективны в снижении риска заражения и передачи вируса; однако в ряде стран с низким уровнем дохода доля населения, полностью вакцинированного против COVID-19, остается менее 10%7,8. Поэтому одной из текущих глобальных задач является выявление как симптоматических, так и бессимптомных пациентов, чтобы предотвратить потенциальное распространение SARS-CoV-2.

В настоящее время полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией в реальном времени (ОТ-ПЦР) является преобладающим методом обнаружения и остается золотым стандартом диагностики COVID-199. Однако у этого метода есть определенные недостатки, которые препятствуют быстрому выявлению COVID-19: (1) для проведения ОТ-ПЦР в реальном времени необходима существенная лабораторная инфраструктура и хорошо оборудованное оборудование; (2) необходимы хорошо обученные медицинские специалисты для сбора образцов мазков из носо- или ротоглотки и работы со сложными лабораторными инструментами; (3) общее время проведения ОТ-ПЦР в реальном времени велико (4–6 часов), что создает риск перекрестного заражения10. Таким образом, использование ОТ-ПЦР для диагностики COVID-19 в режиме реального времени является дорогостоящим, трудоемким и требует медицинского персонала, что во многих странах с ограниченными ресурсами невозможно.