A folyóiratban nemrégiben megjelent tanulmányban Kicsi, a szerzők áttekintést nyújtanak mind a mikro-, mind a nanoméretű technológiákról, amelyek előmozdították a vírusos betegségek diagnosztizálását.
Tanulmány:Mikro- és nanoméretű technológiák a vírusfertőzések diagnosztizálásához. Képhitel:nito / Shutterstock.com
A vírusfertőzések diagnózisa nagymértékben függ attól, hogy képes -e mérni a vírus molekulákat, például az oligonukleotidokat vagy a glikoproteineket egy biológiai mintában. Az erre használt hagyományos módszerek közül néhány a polimeráz láncreakció (PCR), szilárd fázisú immunvizsgálatok (SPI), sejttenyészet, és immunfluoreszcencia.
Bár ezek a módszerek megbízhatóak és gyorsak, gyakran számos korlátozással járnak, beleértve a viszonylag magas költségeket, a módszerek összetettsége, képzett személyzet szükséges e kísérletek elvégzéséhez, és a nagy pontosság hiánya. Ezek a módszerek a légúti vírusfertőzések körülbelül egyharmadát sem képesek kimutatni, vírusos gasztroenteritis, és vírusos encephalitis.
Tisztán, továbbra is szükség van praktikus, olcsó diagnosztikai technológiákra, hordozható, megbízható, pontos, és lehetővé teszik a gondozási (POC) alkalmazásokat. A mikro- és nanoméretű technológiák megjelenése potenciális megoldást kínált a vírusdiagnosztika hagyományos módszereivel kapcsolatos kihívásokra.
A mikro- és nanoméretű technológiákhoz kapcsolódó legfontosabb előnyök közé tartozik a miniatürizálás, automatizálás, praktikum, és felhasználóbarát jelleg. Ezek a technológiák gyakran alacsony költségű mikrofluidikus csatornákat alkalmaznak, amelyek nagy felület-térfogat arányt és minimális térfogat-igényt tartalmaznak, így csökkentve a minták és a drága reagensek fogyasztását. A mikro- és nanoméretű technológiák költséghatékony megoldások, amelyek képesek kimutatni az emlősvírusok óriási sokféleségét, amelyekről ismert, hogy megfertőzik az embereket.
Randizni, mikro- és nanoméretű technológiákat alkalmaztak a vírusos betegségek diagnosztikai folyamatainak minden aspektusának javítására. Ez magában foglalja a mintavételt, mintafeldolgozás, elismerés, gazdagodás, észlelési módszerek.
Az emberi testből származó különböző minták felhasználhatók vírusmolekulák kimutatására diagnosztikai célokra. A legtöbb laboratóriumi vizsgálathoz ezek a minták nyálat tartalmaznak, sperma, vizelet, köpet, és széklet. Azonban, mintákat akkor is lehet gyűjteni, ha a páciens műtéti beavatkozáson megy keresztül és/vagy érzéstelenítés alatt áll, amely magában foglalja a cerebrospinális, magzat, zsinór, vagy ízületi folyadék.
A mikrotű (MN) tapasz alapú tamponokat több évtizede használják mintavételi célokra. Az MN tapaszokkal kapcsolatos előnyök közé tartozik a nagy felület és a mélyen a bőrbe való behatolás lehetősége, így lehetővé teszi a vírusok hatékony elfogását. Valójában, ha a COVID-19 korai etiológiai diagnosztizálására használják, elkerülték a magas „hamis negatív eredmény” arányokat.
Mikro- és nanoméretű technológiák alapján több különböző típusú, kilélegzett levegő mintavételi eszközt is kifejlesztettek a vírusok kimutatására. A korábbi, rendkívül kényelmetlen légzőkészülékekhez képest ezek az új eszközök kényelmesebbek, és ezért használhatók a légúti vírusfertőzések korai felismerésére.
A különböző mikro- és nanoméretű technológiák között, amelyeket a vírusfelismerési módszerek előmozdítására használtak, a mikrofluidikus technológiák is szerepelnek. A mikrofluidikus mintafeldolgozás dinamikus környezetben gyorsan képes kimutatni a vírusos kórokozókat.
A mikrofluidikus rendszerekkel felszerelt laboratóriumi chip-technológiák ígéretes eredményeket hoztak a vírusok diagnosztizálásában. A mikrofluidikus rendszer minden csatornája speciális funkcióval rendelkezik, mint például a minta előkészítése, reagensek keverése, vagy észlelés, így lehetővé teszi a hagyományos kimutatási módszerek integrálását egy miniatürizált chipbe.
Az ilyen típusú diagnosztikai eszközökhöz kapcsolódó előnyök közé tartozik a minimális minta mennyiségi követelmény és a sokoldalúság mind klinikai, mind személyes célokra. Továbbá, ezek a mikrofluidikus eszközök képesek arra is, hogy elkülönítsenek minden nem kívánt molekulát az érdeklődés tárgyától, így a vírusok könnyen kimutathatók a vérben, nyál, nasopharyngealis tamponok, vagy vizeletmintákat.
Mivel sok minta alacsony koncentrációban tartalmaz fontos biomarkereket, amelyeket a vírus diagnózisának támogatására használnak, elengedhetetlenek a pontos és megbízható felismerési és dúsítási technikák. Mivel a vírusok rendkívül kicsi organizmusok, amelyek mérete 20–90 nanométer (nm) lehet, elengedhetetlen, hogy az elismerési és dúsítási módszerek elkülöníthessék, vizualizálás, és megkülönböztetni ezeket a kis mikroorganizmusokat a mintán belüli más molekuláktól.
Eddig a végéig, több különböző nanorészecske, beleértve a kvantumpontokat, valamint a szén alapú és fém nanorészecskék, különböző vírusos alkalmazásokhoz használták. Különösen, funkcionalizált nanorészecskék, amelyeket biomolekulákkal, például nukleinsavakkal konjugáltak, antitestek, vagy a fehérjék a vírusok érzékelésével növelték az amplifikációs technikák specificitását, akkor is, ha nagyon alacsony koncentrációban van jelen.
Számos mikro- és nanoméretű technológián alapuló észlelési technikát fejlesztettek ki az érzékenység javítása érdekében, költséghatékonyság, és egyszerű használat a hagyományos észlelési módszerekhez képest.
Nanorészecskéken alapuló technikák, például, gyakran használnak fémes és nemfémes nanorészecskéket, mivel hasznosak a fertőző betegségek kimutatásában. Az erre a célra használt leggyakoribb fém nanorészecskék közé tartozik az arany, ezüst, Vas-oxid, cink-oxid, és titán -dioxid nanorészecskék.
Számos mikrochip-alapú technikát is alkalmaztak a vírusok kimutatására. Optikai érzékelők, elektronikus érzékelők, elektromágneses, piezoelektromos bioszenzorok, és a dezoxiribonukleinsav (DNS) microarray bioszenzorok azok a különböző technológiák, amelyeket a chipen lévő platformokkal párosítottak a diagnosztikai módszerek miniatürizálása érdekében.
A könnyen használható és olcsó mikrofluidikus eszközök előállításához alkalmazott különböző módszerek közül néhány a mikrotöltés, számítógépes numerikus vezérlésű marás, lágy litográfia, és szén -dioxid (CO 2 ) lézervágás.
Kétdimenziós (2D) és háromdimenziós (3D) nyomtatási módszereket is alkalmaztak a különböző vírusdiagnosztikai eszközök gyártásának felgyorsítására. Fontos, A 3D nyomtatás kombinálható más hagyományos gyártási módszerekkel, mint a megmunkálás, marás, és litográfia, összetett eszközök gyártása érdekében.
A vírusdiagnosztikai célú mikro- és nanoméretű rendszerek előállításában való hasznosításukhoz kapcsolódó további gyártási módszerek közé tartozik a szitanyomás, xurográfia, és lab-on-nyomtatott áramköri lap (PCB).
Átfogó, mind a mikro-, mind a nanotechnológiának egyre nagyobb szerepe van a vírusdiagnosztikai folyamatokban. Ezeknek a technológiáknak a klinikai validálására és optimalizálására még szükség van ahhoz, hogy mindkét kutatásban beépüljenek a klinikai alkalmazásokba.
A 2019 -es bostoni bakteriális találkozó (BBM) legfontosabb eseményei
A pénisz mikrobiomja a bakteriális vaginosishoz kapcsolódó baktériumok tárolója
A kutatások szerint a SARS-CoV-2 kutyafertőzésben
A kullancsok többféle betegséget hordoznak,
Miért van szükségem kolonoszkópiára?
Az irritábilis bélbetegség növeli a demencia kockázatát
Korlátozott bélgyulladás a COVID-19-ben
A COVID-19 betegséget elsősorban láz jellemzi, köhögés, és légúti tünetek. Azonban, az is ismert, hogy számos más szervre is hatással van, különösen a bél. Valójában, a kórházi betegek 60% -a bélbeteg
A műanyag ma már gyakran megtalálható az emberi székletben
Közel nyolcmilliárd tonna műanyag kerül évente az óceánokba. Ez a hatalmas mennyiségű műanyag vagy a partra mos, vagy apró darabokra bomlik, amelyek átmérője kevesebb, mint 5 milliméter, és mikroműany
Ez a Pepto valószínűleg nem segít a fekélyén
A peptikus fekély a nyelőcső nyálkahártyájában kialakuló seb vagy elváltozás, gyomor, vagy nyombél. Nemrég, azt feltételezték, hogy a fekélyeket az okozza, hogy valaki stresszes vagy egyszerűen túl so