Optofluidní zařízení umožňuje detekci jednotlivých molekul

BREISGAU, Německo, 10. listopadu 2021 — Vědci z Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques (Fraunhofer IPM) spolupracující s odborníky z Univerzity Ludwiga Maximiliana v Mnichově s odvoláním na celosvětově narůstající rezistenci vůči antibiotikům vyvinuli proces pro rychlé detekce multirezistentních patogenů. Metoda je dostatečně citlivá na to, aby byla schopna pro detekci patogenu použít jedinou molekulu DNA.

Nalezení nejúčinnějšího antibiotika často vyžaduje informace o genomu bakterií, které nejsou běžně dostupné v lékařských praxích. Obvykle je vyžadováno laboratorní testování, což zvyšuje čas a složitost hledání. Metoda vyvinutá výzkumníky urychluje proces pomocí mikrofluidního čipu k detekci a analýze jednotlivých molekul. Projekt SiBoF (signal boostery pro fluorescenční testy v molekulární diagnostice) se zaměřuje na snadno použitelnou metodu detekce v místě péče. Výzkumníci předpokládají, že platforma bude používána jako součást diagnostiky v místě péče na nemocničních odděleních nebo v lékařských praxích jako alternativa k zavedeným analýzám polymerázových řetězových reakcí.
Kompaktní zařízení pro detekci multirezistentních patogenů provádí všechny fáze reakce automaticky a poskytuje výsledek do jedné hodiny. K detekci stačí i jediná molekula DNA. S laskavým svolením Fraunhofer IPM
Tým výzkumníků v Německu vyvinul proces pro rychlou detekci multirezistentních patogenů. Proces využívá kompaktní zařízení, které provádí všechny fáze reakce automaticky a poskytuje výsledek do jedné hodiny. K detekci stačí i jediná molekula DNA. S laskavým svolením Fraunhofer IPM.
Přenosná kompaktní testovací platforma je vybavena automatizovaným fluidním systémem, ve kterém jsou uložena všechna potřebná činidla. Vstřikovaný mikrofluidní čip je zabudován v zásuvce testovacího systému, kde je dodáván s nezbytnými činidly prostřednictvím fluidního systému před provedením optické analýzy.

"Detekujeme část řetězce DNA patogenu." Pomocí našeho nového procesu k tomu stačí i jediná molekula DNA, která se váže na konkrétní místo na mikrofluidním čipu. Fluidní kanály jsou integrovány do čipu – jehož povrchy jsou opatřeny vazebnými místy pro specifické patogeny,“ vysvětlil Benedikt Hauer, projektový manažer a vědecký pracovník Fraunhofer IPM.

Zařízení point-of-care obsahuje miniaturizovaný fluorescenční mikroskop s vysokým rozlišením. Speciálně vyvinutý software pro analýzu obrazu identifikuje jednotlivé molekuly, což umožňuje spočítat zachycené cílové molekuly a poskytnout kvantitativní výsledek. Fluorescence je stimulována pomocí LED diod, které jsou připevněny pod kazetou obsahující tekutinové kanály.

Obvykle jsou molekuly cílové DNA detekovány pomocí specifických fluorescenčních markerů. Nová metoda využívá antény s kuličkami o velikosti nanometrů, které zesilují optické signály těchto markerů a eliminují spoléhání se na chemickou amplifikaci pomocí PCR.

"Optické antény se skládají z kovových částic o velikosti nanometrů, které koncentrují světlo v malé oblasti a také pomáhají vyzařovat světlo - podobně jako makroskopické antény s rádiovými vlnami," řekl Hauer. Kovové částice jsou chemicky vázány na povrch čipu.

Struktura molekul DNA, kterou vědci klasifikovali jako DNA origami, drží obě zlaté nanočástice na místě. Mezi nanočásticemi struktura poskytuje vazebné místo pro příslušnou cílovou molekulu a fluorescenční marker. Patentovaný design poskytuje základ pro novou testovací technologii.


Čas odeslání: 14. prosince 2021


Leave Your Message