24.04.2020 - American Chemical Society (ACS)

Biosensor erkennt SARS-CoV-2 schnell aus Nasen-Rachen-Abstrichen

Neuer Test analysiert Patientenproben ohne Probenvorbereitungsschritte

Nach Ansicht vieler Experten sind eine frühe Diagnose und Behandlung entscheidend für die Verlangsamung der Ausbreitung von SARS-CoV-2, dem neuen Coronavirus, das COVID-19 verursacht. Daher geht es jetzt darum, diagnostische Tests für das Virus zu entwickeln, die schneller, einfacher und genauer sind als die bestehenden. Jetzt haben Forscher, die im ACS Nano berichten, einen auf Feldeffekttransistoren basierenden Biosensor entwickelt, der SARS-CoV-2 in Nasen-Rachen-Abstrichen von Patienten mit COVID-19 in weniger als einer Minute nachweist.

Gegenwärtig beruhen die meisten diagnostischen Tests für COVID-19 auf einer Technik, die als Echtzeit-RT-PCR (Reverse Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion) bezeichnet wird und die SARS-CoV-2-RNA aus Patientenabstrichen verstärkt, so dass winzige Mengen des Virus nachgewiesen werden können. Die Methode dauert jedoch mindestens 3 Stunden, einschließlich eines Schritts zur Vorbereitung der Virus-RNA für die Analyse. Edmond Changkyun Park, Seung Il Kim und Kollegen wollten einen schnelleren diagnostischen Test entwickeln, mit dem Patientenproben direkt aus einem Pufferröhrchen, das die Abstriche enthält, ohne Probenvorbereitungsschritte analysiert werden können.

Das Team stützte seinen Test auf einen Feldeffekttransistor - eine Graphenplatte mit hoher elektronischer Leitfähigkeit. Die Forscher hängten an das Graphen Antikörper gegen das SARS-CoV-2-Spike-Protein an. Als sie dem Sensor entweder gereinigtes Spike-Protein oder kultiviertes SARS-CoV-2-Virus hinzufügten, verursachte die Bindung an den Antikörper eine Veränderung des elektrischen Stroms. Als nächstes testete das Team die Technik an Nasopharynxabstrichen, die von Patienten mit COVID-19 oder gesunden Kontrollen entnommen wurden. Ohne jegliche Probenvorbereitung konnte der Sensor zwischen Proben von kranken und gesunden Patienten unterscheiden. Der neue Test war etwa 2-4 Mal weniger empfindlich als RT-PCR, aber es konnten verschiedene Materialien untersucht werden, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, sagen die Forscher.

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