V štúdii nedávno publikovanej v časopise Malý, autori poskytujú prehľad o technológiách v mikro a nanorozmeroch, ktoré pokročili v diagnostike vírusových ochorení.
Štúdia:Mikro a nanorozmerné technológie na diagnostiku vírusových infekcií. Obrazový kredit:nito / Shutterstock.com
Diagnóza vírusových infekcií do značnej miery závisí od schopnosti merať vírusové molekuly, ako sú oligonukleotidy alebo glykoproteíny, v biologickej vzorke. Niektoré z konvenčných metód, ktoré sa na to používajú, zahŕňajú polymerázovú reťazovú reakciu (PCR), imunotesty na pevnej fáze (SPI), bunková kultúra, a imunofluorescencia.
Aj keď sú tieto metódy spoľahlivé a rýchle, sú často spojené s niekoľkými obmedzeniami vrátane relatívne vysokých nákladov, komplexnosť metód, potreba vyškoleného personálu na vykonávanie týchto experimentov, a nedostatok vysokej presnosti. Tieto prístupy tiež nedokážu odhaliť asi tretinu respiračných vírusových infekcií, vírusová gastroenteritída, a vírusovej encefalitídy.
Očividne, stále existuje potreba lacných diagnostických technológií, ktoré sú praktické, prenosný, spoľahlivý, presný, a umožňujú aplikácie na mieste starostlivosti (POC). Vznik mikro- a nanorozmerných technológií ponúkol potenciálne riešenie problémov spojených s konvenčnými metódami používanými na vírusovú diagnostiku.
Medzi niektoré z kľúčových výhod spojených s technológiami mikro a nanorozmerov patrí miniaturizácia, automatizácia, praktickosť, a užívateľsky prívetivá povaha. Tieto technológie často využívajú lacné mikrofluidické kanály s vysokým pomerom povrchu k objemu a minimálnymi požiadavkami na objem, čím sa zníži spotreba vzoriek a drahých činidiel. Technológie v mikro a nanorozmeroch sú nákladovo efektívne riešenia, ktoré sú schopné detekovať obrovskú rozmanitosť cicavčích vírusov, o ktorých je známe, že infikujú ľudí.
Randiť, Technológie mikro a nanorozmerov boli použité na zlepšenie všetkých aspektov diagnostických procesov vírusových chorôb. To zahŕňa odber vzoriek, spracovanie vzorky, uznanie, obohatenie, detekčné metódy.
Na detekciu molekúl vírusu na diagnostické účely je možné použiť rôzne typy vzoriek získaných z ľudského tela. Pri väčšine laboratórnych testov tieto vzorky obsahujú sliny, sperma, moč, spúta, a výkalmi. Avšak, vzorky je možné odobrať aj vtedy, ak je pacient operovaný a/alebo je v anestézii, ktorý zahŕňa cerebrospinál, plodová voda, šnúra, alebo synoviálnej tekutiny.
Na účely odberu vzoriek sa tampóny na báze mikroihiel (MN) používajú niekoľko desaťročí. Niektoré výhody spojené s náplasťami MN zahŕňajú vysokú povrchovú plochu a schopnosť preniknúť hlboko do pokožky, čo umožňuje efektívne zachytávanie vírusov. V skutočnosti, keď sa používa na včasnú etiologickú diagnostiku COVID-19, vyhli sa vysokým mieram „falošne negatívnych výsledkov“.
Na základe mikro- a nanorozmerných technológií bolo tiež vyvinutých niekoľko rôznych typov zariadení na odber vzoriek vydychovaného vzduchu na detekciu vírusov. V porovnaní s predchádzajúcimi výdychovými zariadeniami, ktoré sú veľmi nepohodlné, tieto nové zariadenia sú pohodlnejšie, a preto ich možno použiť na včasnú detekciu respiračných vírusových infekcií.
Medzi rôzne technológie mikro a nanometrov, ktoré boli použité na pokrok v metódach detekcie vírusov, patria mikrofluidické technológie. Mikrofluidné spracovanie vzorky môže rýchlo detekovať vírusové patogény v dynamickom prostredí.
Technológie Lab-on-Chip, ktoré sú vybavené mikrofluidickými systémami, priniesli sľubné výsledky pre ich využiteľnosť pri diagnostike vírusov. Každý kanál v mikrofluidickom systéme má špecifickú funkciu, ako je príprava vzorky, miešanie reagencií, alebo detekcia, čo umožňuje integráciu bežných detekčných metód do miniaturizovaného čipu.
Niektoré výhody spojené s týmto typom diagnostického zariadenia zahŕňajú minimálne požiadavky na objem vzorky a univerzálnosť na klinické aj osobné účely. Okrem toho, tieto mikrofluidické zariadenia sú tiež schopné oddeliť akékoľvek nežiaduce molekuly od sledovaného cieľa, čo umožňuje ľahkú detekciu vírusov v krvi, sliny, tampóny z nosohltanu, alebo vzorky moču.
Pretože mnohé vzorky budú mať nízke koncentrácie dôležitých biomarkerov, ktoré sa používajú na podporu diagnostiky vírusu, nevyhnutné sú presné a spoľahlivé techniky rozpoznávania a obohacovania. Pretože vírusy sú extrémne malé organizmy, ktoré môžu mať veľkosť od 20 do 90 nanometrov (nm), je nevyhnutné, aby boli metódy rozpoznávania a obohacovania schopné izolovať, vizualizácia, a odlíšenie týchto malých mikroorganizmov od iných molekúl vo vzorke.
Do tohto konca, niekoľko rôznych nanočastíc vrátane kvantových bodiek, ako aj nanočastice na báze uhlíka a kovu, boli použité na rôzne vírusové aplikácie. Najmä funkcionalizované nanočastice, ktoré boli konjugované s biomolekulami, ako sú nukleové kyseliny, protilátky, alebo proteíny zvýšili špecificitu amplifikačných techník snímaním vírusov, aj keď sú prítomné vo veľmi nízkych koncentráciách.
V snahe zlepšiť citlivosť bolo vyvinutých niekoľko detekčných techník založených na technológiách mikro a nanorozmerov, efektivita nákladov, a jednoduchosť použitia v porovnaní s konvenčnými detekčnými metódami.
Techniky na báze nanočastíc, napríklad, často používajú kovové a nekovové nanočastice ako výsledok svojho použitia pri detekcii infekčných chorôb. Medzi najbežnejšie kovové nanočastice, ktoré sa na tento účel používajú, patrí zlato, striebro, oxid železitý, oxid zinočnatý, a nanočastice oxidu titaničitého.
Na detekciu vírusov sa tiež použilo niekoľko techník založených na mikročipoch. Optické senzory, elektronické senzory, elektromagnetický, piezoelektrické biosenzory, a mikročipové biosenzory deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) sú niektoré z rôznych technológií, ktoré boli spojené s platformami na čipe s cieľom miniaturizovať diagnostické metódy.
Niektoré z rôznych metód, ktoré boli použité na výrobu ľahko použiteľných a lacných mikrofluidických zariadení, zahŕňajú mikroobrábanie, počítačové numerické ovládanie frézovania, jemná litografia, a oxid uhličitý (CO 2 ) rezanie laserom.
Na urýchlenie výroby rôznych vírusových diagnostických zariadení boli použité aj metódy dvojrozmernej (2D) a trojrozmernej (3D) tlače. Dôležité je, 3D tlač je možné kombinovať s inými konvenčnými výrobnými metódami, ako obrábanie, frézovanie, a litografia, v snahe vyrobiť komplexné zariadenia.
Medzi ďalšie výrobné metódy, ktoré boli prediskutované z dôvodu ich využiteľnosti pri výrobe mikro a nanorozmerných systémov na vírusové diagnostické účely, patrí sieťotlač, xurografia, a doske s plošnými spojmi (PCB).
Celkovo mikro- a nanotechnológie majú vo vírusových diagnostických procesoch stále väčšiu úlohu. Klinická validácia a optimalizácia týchto technológií sú stále potrebné na to, aby sa ich začlenenie do obidvoch výskumov pokročilo v klinických aplikáciách.
Pacienti na imunoterapiách by mali konzumovať viac vlákniny,
menej probiotík Nová štúdia zistila, že užívanie probiotík by mohlo drasticky znížiť odpoveď onkologických pacientov na imunoterapiu. Probiotiká sú voľne dostupné bez lekárskeho predpisu a nie sú reg
COVID-19:Ako choroba vyzerá
S pribúdajúcimi informáciami o chorobe COVID-19 získavanými z prvej ruky, vytvára sa presnejší obraz o klinických vlastnostiach. Ako sa prejavuje COVID-19 Ako to teda začína? Štátne ministerstvá z
Choď dopredu,
Jedzte kameru - kapsulová endoskopia Kedykoľvek sa chytí veľký veľký biely žralok a predpokladá sa, že stál za útokom, žalúdok ryby sa rozreže. Všetky druhy vecí zvyčajne vychádzajú zo žalúdka, vráta
