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19〜10秒でCOVID-12抗体を検出

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エアロゾルジェットナノ粒子19D印刷によって作成されたCOVID-3テストチップの画像。 カーネギーメロン大学工学部クレジットアドバンストマニュファクチャリングアンドマテリアルズラボ
エアロゾルジェットナノ粒子19D印刷によって作成されたCOVID-3テストチップの画像。 クレジット
カーネギーメロン大学工学部先端製造材料研究室

要約:
カーネギーメロン大学の研究者は、COVID-2パンデミックの原因となるウイルスであるSARS-CoV-19に特異的な抗体を数秒以内に検出する、高度なナノマテリアルベースのバイオセンシングプラットフォームに関する調査結果を報告しています。 このプラットフォームは、テストに加えて、新しいワクチンに対する患者の免疫反応を正確に定量化するのに役立ちます。

19〜10秒でCOVID-12抗体を検出


ペンシルバニア州ピッツバーグ| 8年2021月XNUMX日に投稿

結果は今週、ジャーナルAdvancedMaterialsに掲載されました。 カーネギーメロン大学の協力者には、ピッツバーグ大学(ピット)とUPMCが含まれていました。

テストプラットフォームは、ウイルスの1つの抗体、スパイクS5タンパク質と受容体結合ドメイン(RBD)が、非常に小さな血液滴(約0.15マイクロリットル)に存在することを確認します。 抗体濃度は非常に低くても、XNUMXピコモル(XNUMXナノグラム/ミリリットル)未満で検出される可能性があります。 この検出は、スマートフォンのシンプルなインターフェイスに結果をほぼ即座に送信するハンドヘルドマイクロ流体デバイス内の電気化学反応によって行われます。

「ナノ粒子3D印刷などの材料と製造の最新の進歩を利用して、COVID-19抗体を迅速に検出するデバイスを作成しました」とカーネギーメロン大学の機械工学の准教授であるRahul Panatは、さまざまな研究に特殊な積層造形技術を使用しています。ブレインコンピュータインターフェースからバイオモニタリングデバイスまで。

エアロゾルジェット3D印刷と呼ばれる積層造形技術は、テストプラットフォームの効率と精度に責任があります。 小さくて安価な金のマイクロピラー電極は、熱的に焼結されたエアロゾル液滴を使用してナノスケールで印刷されます。 これにより、粗く不規則な表面が生じ、マイクロピラーの表面積が増加し、電気化学反応が強化され、抗体が電極にコーティングされた抗原にラッチする可能性があります。 特定の形状により、マイクロピラーは検出のためにより多くのタンパク質をロードできるため、非常に正確で迅速な結果が得られます。

デバイスで使用される抗体と抗原の間の結合反応は非常に選択的であるため、テストのエラー率は非常に低くなります。 研究者たちは、この自然なデザインを活用することができました。

結果は、COVID-19パンデミックの緊急時に発生します。 「私たちの技術はワクチン接種に対する免疫反応を定量化できるため、現在の環境に非常に関連しています」とパナト氏は述べています。

Panatは、UPMCのHillman Cancer Centerの癌ウイルス学プログラムのリーダーであり、Pittの微生物学および分子遺伝学の教授であるShou-JiangGaoと協力しました。 PanatのAdvancedManufacturing and MaterialsLabの研究者であるAzaharAliは、この研究の筆頭著者でした。

伝染病の治療と予防のための迅速な診断は、現在のCOVID-19パンデミックを超えた公衆衛生上の問題です。 提案されているセンシングプラットフォームは汎用的であるため、エボラ、HIV、ジカなどの他の感染性病原体のバイオマーカーの迅速な検出に使用できます。 このような迅速で効果的な検査は、病気の蔓延を制御するための画期的なものになる可能性があります。

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カーネギーメロン大学工学部について
カーネギーメロン大学の工学部は、研究における学際的なコラボレーションに意図的に焦点を当てていることで知られるトップランクの工学部です。 カレッジは、科学的および実用的に重要な問題に取り組んでいることでよく知られています。 私たちの「メーカー」文化は、私たちが行うすべてのことに根付いており、斬新なアプローチと変革的な結果につながります。 私たちの高く評価されている教員は、イノベーション管理とエンジニアリングに重点を置いており、コミュニティ、国、世界の知的および経済的活力を促進する変革的な結果を生み出しています。

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参考:「エアロゾルジェットナノプリント還元酸化グラフェンでコーティングされた19次元電極を介したCOVID-XNUMX抗体の数秒での検出」、AdvancedMaterials。 :

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