تشخیص کووید-19 با کمک سنجش پلاسمونی

آزمایش کووید-19 به شدت بر فناوری واکنش زنجیره‌ای پلیمراز-رونویسی معکوس (RT-PCR) تکیه دارد. با وجود این‌که RT-PCR در حال حاضر حساس‌ترین روش برای تشخیص RNA ویروسی مانند RNA ویروسی رها شده توسط ذرات ویروسی کووید-19 است، ولی سختی‌هایی نیز دارد. با RT-PCR، معرف‌های زیادی استفاده می‌شود، پرسنل آموزش دیده بیش از حد کار می‌کنند و زمان پردازش نیز طولانی است. با استفاده از فناوری جایگزین حسگر رزونانس پلاسمون سطحی محلی (LSPR) قسمتی از این فشار کاسته خواهد شد. به گفته محققان در ETH زوریخ، هنگامی که LPSR وظیفه شناسایی RNA کووید-19 را برعهده دارد، میزان بالایی از دقت، حساسیت و سرعت را نشان می‌دهد.

محققان یک سیستم بیوحسگر LSPR تقویت شده با عملکرد فتوترمال پلاسمونی دوگانه (PPT) ایجاد کردند. مانند سایر سیستم‌های LPSR، این سیستم تعامل‌ بین مولکول‌های سطح نانوساختار فلزی ساخته‌شده را تشخیص می‌دهد و آن‌ها را به عنوان یک تغییر موضعی در شاخص شکست ثبت می‌کند. این سیستم هم‌چنین، امتیاز ترکیب پروب‌های DNA را دارد که توالی‌های خاص RNA سارس CoV-2 را تشخیص می‌دهد. این پروب‌ها به نانوذرات طلا یا همان نانوجزایر طلای دو بعدی یا AuNIs، متصل می‌شوند و RNA سارس CoV-2 را از طریق هیبریداسیون اسید نوکلئیک شناسایی می‌کنند. در اصل، پروب‌های DNA به RNA ویروسی مکمل مانند یک زیپ بسته متصل می‌شوند.

به گفته نویسندگان: “گرمای ترموپلاسمیک، برای سنجش بهتر در همان تراشه‌های مبتنی بر AuNI تولید می‌شود. گرمای موضعی PPT قادر به بالا بردن دمای هیبریداسیون و تسهیل تمایز دقیق دو توالی ژنی مشابه است.” محققان اظهار داشتند: “این یوسنسور LSPR دو منظوره حساسیت بالایی نسبت به توالی‌های سارس CoV-2 انتخاب شده با حد تشخیصی پایین‌تر تا غلظت 0.22 pM نشان می‌دهد و امکان تشخیص دقیق هدف خاص را در یک مخلوط چند ژنی فراهم می‌سازد”.

در شرایط شیوع کووید-19، این بیوحسگر LSPR دو منظوره می‌تواند یک بستر تشخیصی قابل اطمینان و آسان برای بهبود دقت تشخیصی در آزمایشات بالینی و تسکین فشار بر تست‌های  مبتنی بر PCR باشد. قبل از به کارگیری این سیستم، باید بر روی RNA ویروس دست نخورده گرفته شده از نمونه‌های بیمار آزمایش شود. هم‌چنین، محدودیت‌های عملی خاص سیستم‌های SPR لازم است که مورد توجه قرار گیرند. این فناوری دارای چندین مزیت نیز است، از جمله این‌که قابلیت خودکار شدن دارد، برای توسعه به معرف‌های بیولوژیکی کمی نیاز دارد و فقط در چند دقیقه نتایج را ارائه می‌دهد. از این نظر، SPR ممکن است از سایر گزینه‌های RT-PCR بهتر باشد.

تمایل محققان برای تحت کنترل درآوردن ویروس کرونا انگیزه‌ای برای غلبه بر مشکلات LSPR ایجاد می‌کند. متخصصان بهداشت موافقند که آزمایش‌های گسترده برای کنترل شیوع کووید-19 بسیار مهم هستند. با این حال، این آزمایش‌ها در بسیاری از کشورها، از جمله ایالات متحده، به دلیل محدود بودن منابع برخی از معرف‌ها و انباشت نمونه‌هایی که منتظر ماشین‌های PCR و پرسنل آزمایشگاهی هستند، متوقف شده است.