Патч, который выявляет COVID-19 менее чем за три минуты

Быстрый и надежный тест в виде накожного патча позволяет обнаружить вирус COVID-19 и потенциально другие инфекционные агенты менее чем за три минуты, без необходимости забора крови. Такая реализация позволяет преодолеть существующую проблему выявления инфицированных лиц, не желающих сдавать кровь на анализ, и может помочь ограничить распространение пандемии.

Подробности разработки были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Бессимптомные люди составляют 16-38% инфицированного SARS-CoV-2 населения, что повышает сложность выявления заболевших. Отсутствие удобных и чувствительных тестов для выявления вируса у всех людей продолжает ограничивать глобальные меры по борьбе с пандемией.

В основном, SARS-CoV-2 выявляется с помощью PCR-теста с помощью образцов мазков, собранных из носа и горла. Однако эти тесты дорогостоящи и требуют длительного времени обнаружения, специализированного оборудования и медицинского персонала и нецелесообразны в районах с ограниченными ресурсами.

В качестве альтернативы инфекция COVID-19 выявляется с помощью тестов на антитела с использованием образцов крови, взятых при уколе пальца. Эти популярные варианты, используемые в пунктах медицинской помощи, требуют использования тест-полосок на основе наночастиц золота и сопряжены с риском перекрестного загрязнения и биологической опасности. Иммунохроматографические тесты, выявляющие анти-SARS-CoV-2 иммуноглобулин M (IgM) и иммуноглобулин G (IgG), могут предоставить клинически значимую информацию о течении инфекции COVID-19, но инвазивный забор крови представляет собой серьезное препятствие.

Специалисты Института промышленных наук Токийского университета решили разработать минимально инвазивный метод обнаружения, основанный на тестировании интерстициальной жидкости, которая находится в слоях эпидермиса и дермы человеческой кожи. Хотя уровень антител в интерстициальной жидкости составляет примерно 15-25% от уровня антител в крови, все же оказалось, что антитела IgM/IgG к вирусу SARS-CoV-2 могут быть обнаружены и что интерстициальная жидкость может служить прямой заменой взятию крови.

Ученые разработали биоразлагаемые пористые микроиглы из полимолочной кислоты, которые всасывают интерстициальную жидкость из кожи человека. Затем они создали бумажный иммуноферментный биосенсор для обнаружения специфических антител к SARS-CoV-2. Извлеченная интерстициальная жидкость поступает в прикрепленный биосенсор из нитроцеллюлозной бумаги, где специфические для вируса антитела определяются визуально с помощью цветной реакции (колориметрия).

Исследователи доказали, что уровни анти-SARS-CoV-2 IgM и IgG на уровне 3 и 7 нг/мл, соответственно, могут быть определены с помощью теста с использованием накожного патча, что показывает преимущество этого нового метода перед существующими коммерчески доступными иммунохроматографическими анализами бокового потока. Пластырь размером 1,5 см на 3,5 см выявляет анти-SARS-CoV-2 антитела в интерстициальной жидкости в безболезненном и удобном тесте, менее чем за три минуты.