Aplikace v chytrém telefonu umí detekovat i minimální množství norovirů ve vodě

Vysoce infekční nebezpečí z vody

Noroviry patří celosvětově k nejčastějším příčinám virových gastroenteritid s typickými projevy v podobě zvracení, průjmu a bolestí břicha. Tyto viry jsou vysoce přenosné a k vyvolání nákazy stačí jen pouhých několik desítek virových částic. Velmi rychle se šíří zejména v uzavřených komunitách a charakteristický je pro ně epidemický výskyt. Kromě jídla je zdrojem infekce především kontaminovaná voda z veřejné vodovodní sítě.

ACS Omega20194611180-11188

Laboratoř nahradí přenosné zařízení pro laiky

Identifikace přítomnosti norovirů vyžaduje vysoce senzitivní metody, které jsou ovšem velmi nákladné. V laboratorních podmínkách se využívají zpravidla imunoanalytické metody nebo polymerázová řetězová reakce (PCR) spojená s fluorescencí.Vědcům z University of Arizona se podařilo vytvořit unikátní systém detekce norovirů, který s vysokou senzitivitou umožní určit přítomnost norovirů ve vodě, a to bez složité extrakce virových částic a amplifikace nukleových kyselin.Vstupní náklady na jeho výrobu jsou přitom velmi nízké. Zařízení se skládá z chytrého telefonu, světelného mikroskopu s band-pass filtry, vnějšího LED zdroje světla a papírových mikrofluidních čipů. Získaná data jsou pak analyzována prostřednictvím aplikace ve smartphonu.

Smartphone jako fluorescenční mikroskop

 Celý proces detekce norovirů začíná nalitím potencionálně kontaminované vody do mikrofluidního čipu. Poté se do čipu přidá tekutina obsahující fluorescenční polystyrenové kuličky s navázanými protilátkami proti noroviru. Díky kapilární aktivitě se obě tekutiny ve středu čipu vzájemně smíchají. V případě, že voda obsahuje noroviry, dojde k interakci virů s protilátkami na kuličkách, což způsobí shlukování fluorescenčních kuliček ve větší agregáty, které vyzařují intenzivní fluorescenční signál.K zachycení tohoto signálu slouží chytrý telefon, který vědci spojili se světelným mikroskopem, světelným zdrojem a vhodnými filtry. Tímto nápaditým řešením tak chytrý telefon přeměnili na fungující fluorescenční mikroskop. Obrázky z mikroskopu jsou následně analyzovány pomocí speciálního softwaru, který na základě intenzity a počtu pixelů pořízených záběrů vypočítá koncentraci norovirů. Aplikace pak už jen získaná data zpracuje a výsledek odešle do telefonu.Od monitoringu vody k detekci karcinogenůAutoři výzkumu se domnívají, že pokroky v monitorování přítomnosti lidských virů ve vodě budou tvořit nezastupitelnou součást ochrany veřejného zdraví. Doufají, že tato nízkonákladová technologie monitorování kvality vody má potenciál k širokému praktickému využití a může se stát efektivním nástrojem pro snížení rizika infekčních nákaz.V budoucnu se chtějí vědci zaměřit na vývoj podobných technologických metod například k detekci chemických látek vyvolávajících rakovinné bujení.

(svat)

Zdroj: Soo Chung, Lane E. Breshears, Sean Perea, Christina M. Morrison, Walter Q. Betancourt, Kelly A. Reynolds, and Jeong-Yeol Yoon. Smartphone-Based Paper Microfluidic Particulometry of Norovirus from Environmental Water Samples at the Single Copy Level. ACS Omega 2019 4 (6), 11180–11188; doi: 10.1021/acsomega.9b00772. Dostupné na https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.9b00772.