Aplikácia v smartfóne dokáže detegovať aj minimálne množstvo norovírusov vo vode
Jednoduché zariadenie, ktoré s pomocou aplikácie v smartfóne stanoví aj malé množstvo norovírusov vo vode bez nutnosti zaslania vzorky do laboratória, predstavili vedci na kongrese ACS Fall 2019 v San Diegu.
Vysoko infekčné nebezpečenstvo z vody
Norovírusy patria celosvetovo k najčastejším príčinám vírusových gastroenteritíd s typickými prejavmi vracania, hnačiek a bolestí brucha. Tieto vírusy sú vysoko prenosné a na vyvolanie nákazy stačí len niekoľko desiatok vírusových častíc. Veľmi rýchlo sa šíria najmä v uzavretých komunitách a charakteristický je pre ne epidemický výskyt. Okrem jedla je zdrojom infekcie predovšetkým kontaminovaná voda z verejnej vodovodnej siete.
ACS Omega20194611180-11188
Laboratórium nahradí prenosné zariadenie pre laikov
Identifikácia prítomnosti norovírusov vyžaduje vysoko senzitívne metódy, ktoré sú však veľmi nákladné. V laboratórnych podmienkach sa využívajú spravidla imunoanalytické metódy alebo polymerasová reťazová reakcia (PCR) spojená s fluorescenciou.Vedcom z University of Arizona sa podarilo vytvoriť unikátny systém detekcie norovírusov, ktorý umožní určiť s vysokou senzitivitou prítomnosť norovírusov vo vode, a to bez zložitej extrakcie vírusových častíc a amplifikácie nukleových kyselín.Vstupné náklady na jeho výrobu sú pritom veľmi nízke. Zariadenie sa skladá zo smartfónu, svetelného mikroskopu s band-pass filtrami, vonkajšieho LED zdroja svetla a papierových mikrofluidných čipov. Získané dáta sú potom analyzované prostredníctvom aplikácie v smartfóne.
Smartfón ako fluorescenčný mikroskop
Celý proces detekcie norovírusov sa začína naliatím potenciálne kontaminovanej vody do mikrofluidného čipu. Potom sa do čipu pridá tekutina obsahujúca fluorescenčné polystyrénové guľôčky s naviazanými protilátkami proti norovírusu. Vďaka kapilárnej aktivite sa obe tekutiny v strede čipu vzájomne zmiešajú. V prípade, že voda obsahuje norovírusy, dôjde k interakcii vírusov s protilátkami na guľôčkach, čo spôsobí zhlukovanie fluorescenčných guľôčok do väčších agregátov, ktoré vyžarujú intenzívny fluorescenčný signál.Na zachytenie tohto signálu slúži smartfón, ktorý vedci spojili so svetleným mikroskopom, svetelným zdrojom a vhodnými filtrami. Týmto inteligentným riešením tak smartfón premenili na fungujúci fluorescenčný mikroskop. Obrázky z mikroskopu sú následne analyzované pomocou špeciálneho softvéru, ktorý vypočíta koncentráciu norovírusov na základe intenzity a počtu pixelov zhotovených záberov. Aplikácia potom už len získané dáta spracuje a odošle výsledok do telefónu.Od monitoringu vody k detekcii karcinogénovAutori výskumu sa domnievajú, že pokroky v monitorovaní prítomnosti ľudských vírusov vo vode budú tvoriť nezastupiteľnú súčasť ochrany verejného zdravia. Dúfajú, že táto nízkonákladová technológia monitorovania kvality vody má potenciál na široké praktické využitie a môže sa stať efektívnym nástrojom na zníženie rizika infekčných nákaz.V budúcnosti sa chcú vedci zamerať na vývoj podobných technologických metód, napríklad na detekciu chemických látok vyvolávajúcich rakovinové bujnenie.
(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), 11 180 – 11 188. doi: 10.1021/acsomega.9b00772. Dostupné na https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.9b00772.
