Датчик с микроиглами определит антитела к коронавирусу без забора крови

Ученые из Японии разработали иммунохроматографический датчик с пористыми микроиглами для детекции антител к SARS-CoV-2 в межклеточной жидкости. Датчик крепится на кожу, и жидкость поступает к тест-полоске по микроиглам благодаря капиллярному эффекту. Устройство проверили in vitro и in vivo.

Credit:
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo | Пресс-релиз

В настоящее время для быстрого определения антител к SARS-CoV-2 используются иммунохроматографические тест-полоски. Чтобы провести анализ, пациент должен взять у себя каплю крови из пальца. Однако прокол может быть болезненным, кроме того, есть риск заноса инфекции.

Исследователи из Японии предложили анализ на антитела к коронавирусу, не требующий забора крови. Они разработали датчик с пористыми микроиглами, который крепится на кожу и детектирует иммуноглобулины IgM и IgG в межклеточной жидкости. Ранее было показано, что уровень антител в межклеточной жидкости составляет 15–25% от их уровней в крови. Концентрация антител должна быть равна 1–6,4 мкг/мл — таких количеств достаточно для обнаружения.

Микроиглы изготавливались из биоразлагаемого полимера полилактида по особой технологии. Структура и размер микроигл позволяют им проникать в верхние слои эпидермиса и дермы без стимуляции нервных окончаний, что делает процесс безболезненным. Размер датчика составляет 1,5 см × 3,5 см. Пористые микроиглы за счет капиллярного эффекта обеспечивают поступление межклеточной жидкости к иммунохроматографическому сенсору.

Образец сначала достигает зоны конъюгирования, которая содержит частицы коллоидного золота, сшитые с рецептор-связывающим доменом S-белка SARS-CoV-2. Затем он проходит через линии, несущие моноклональные мышиные антитела к человеческим IgM и IgG. Результаты тестирования фиксируются визуально.

Датчик крепится на предплечье. Выбирается участок кожи без волос, чтобы микроиглы легче проникали в кожу. Целлюлозная основа позволила сделать датчик достаточно гибким, чтобы он мог повторять неровности кожи.

Прочность микроигл и их способность извлекать межклеточную жидкость без повреждения поверхностных капилляров кожи подтвердили на свиной коже, живых крысах, а также на in vitro модели мышиной кожи. Диагностическую эффективность биосенсора проверили in vitro. Предел обнаружения устройства равен 3 нг/мл и 7 нг/мл для IgM и IgG соответственно.

Авторы считают, что новый биосенсор позволит быстро и безболезненно определять наличие антител к коронавирусу, а небольшие размеры сделают его удобным инструментом для серологического скрининга на COVID-19. Планируется клиническая валидация биосенсора в сравнении с ПЦР-тестированием.

Ранее ученые из США предложили использовать глюкометр для самостоятельного определения пациентами антител к коронавирусу.

Источник

Bao, L., et al. Anti-SARS-CoV-2 IgM/IgG antibodies detection using a patch sensor containing porous microneedles and a paper-based immunoassay. // Scientific Reports, published online 01 July 2022. DOI: 10.1038/s41598-022-14725-6

Добавить в избранное

Вам будет интересно