W Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie powstaje przenośne, szybkie i ultraczułe urządzenie do wykrywania wirusa SARS-CoV-2. Czułość testu będzie wynosiła 98 proc. Na czym będzie polegało jego działanie?
Wykrycie koronawirusa tą metodą będzie możliwe dzięki wykorzystaniu tzw. widma ramanowskiego. Po pobraniu wymazu z nosogardzieli lub próbek krwi pobranych od pacjentów, identyfikacja wirusa będzie możliwa w ciągu zaledwie kilku minut.
Jak poinformowała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, która w ramach programu Inteligentny Rozwój finansuje badania nad urządzeniem, ze względu na to, że sprzęt jest niewielkich rozmiarów będzie urządzeniem mobilnym, który będzie można stosować zarówno w gabinetach lekarskich, jak również bezpośrednio przy łóżku pacjenta.
W jaki sposób widmo ramanowskie będzie wykrywało wirusa SARS-CoV-2?
Opracowane przez naukowców z PAN nowe urządzenie diagnostyczne wykryje koronawirusa wykorzystując jego widmo ramanowskie. Porównując dotychczasowe testy wykrywające wirusa SARS-CoV-2, polegały one na wykrywaniu materiału genetycznego, czyli RNA koronawirusa (testy genetyczne, molekularne, wykonywane metodą PCR), antygentów, czyli konkretnych białek SARS-CoV-2 (testy antygenowe), bądź przeciwciał (testy immunologiczne, wykonywane metodą ELISA).
– Każda molekuła ma swoje charakterystyczne widmo ramanowskie, jest to jej tzw. odcisk palca, który pozwala na jej identyfikację z ogromną czułością i selektywnością. Właśnie technikę powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana (SERS) chcemy wykorzystać w naszym urządzeniu. Zakładamy, że w ciągu pół roku opracujemy niewielki spektrometr wyposażony w specjalne oprogramowanie, który umożliwi wykrywanie koronawirusa w materiale z wymazu z gardła lub w krwi pacjenta, w ciągu zaledwie 5-10 minut, z czułością porównywalną do testów genetycznych – zapewniła kierująca badaniami dr hab. Agnieszka Michota-Kamińska, prof. IChF PAN.
Technologia machine learning wykorzystana w opracowaniu urządzenia
Zadaniem naukowców będzie teraz opracowanie widma ramanowskiego koronawirusa i wzmocnienie go za pomocą odpowiednich struktur plazmonicznych. Kolejnym krokiem będzie wykorzystanie technologii machine learning tak, aby komputer „potrafił” rozpoznać widmo.
– Żeby stworzyć program komputerowy prawidłowo przyporządkowujący widma z próbki pochodzącej od pacjenta do odpowiedniego widma z bazy danych (lub informujący, że takiego przyporządkowania nie ma), konieczne jest zgromadzenie setek próbek referencyjnych i przeprowadzenie tysięcy pomiarów. Nasze próbki referencyjne uzyskujemy dzięki współpracy z prof. Maciejem Borowcem z Zakładu Genetyki Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Dzięki temu mamy możliwość standaryzacji naszej metody, jej optymalizacji oraz weryfikacji z innymi technikami identyfikacji wirusa SARS-CoV-2 – podkreśla dr hab. Michota-Kamińska.
Naukowcy planują opracowanie testu SERS-ELISA
Eksperci z PAN planują dodatkowo połączenie dwóch metod wykrywania wirusa SARS-CoV-2 i stworzenie testu SERS-ELISA. Jak zwróciła uwagę Michota-Kamińska, dzięki jednoczesnej identyfikacji widma ramanowskiego wirusa oraz przeciwciał przeciwko niemu, które są produkowane w organizmie człowieka zwiększy to czułość i selektywność nowej metody diagnostycznej.
Źródło: PAP
Przeczytaj także: Dr Bartosz Szafran: na tegorocznym Kasprowisku ONLINE wystąpią światowej sławy eksperci
