De 3D-geprinte opstelling maakt snelle en nauwkeurige virusdetectie mogelijk

Een nieuwe methode voor het snel en nauwkeurig detecteren van nanodeeltjes en virussen markeert een belangrijke vooruitgang in de virusdetectietechnologie, waarbij confocale fluorescentiemicroscopie wordt gecombineerd met microfluïdische laminaire stroming. In tegenstelling tot traditionele PCR-methoden, die langzaam en arbeidsintensief zijn en gespecialiseerde apparatuur vereisen, kan deze aanpak snel afzonderlijke virusdeeltjes op een kosteneffectieve manier identificeren met behulp van de onlangs geïntroduceerde 3D-geprinte microscopiebenadering, Brick-MIC.

Het onderzoeksartikel met de titel “Snelle en specifieke detectie van nanodeeltjes en virussen één voor één met behulp van microfluïdische laminaire stroming en confocale fluorescentiemicroscopie” is gepubliceerd in iWetenschapen de nieuwe 3D-geprinte microscopiebenadering Brick-MIC is samengevat en gedetailleerd in het onderzoeksartikel getiteld “Single-molecule detectie en superresolutiebeeldvorming met een draagbaar en aanpasbaar 3D-geprint microscopieplatform (Brick-MIC)” gepubliceerd in Wetenschappelijke vooruitgang.

Deze innovatie verbetert de gevoeligheid en specificiteit bij virusdetectie aanzienlijk, waardoor mogelijk de manier verandert waarop we de gezondheid monitoren en reageren op virale uitbraken. Het draagbare ontwerp maakt hem geschikt voor breder klinisch gebruik, waardoor de volksgezondheidsreacties in een steeds complexer wordend landschap van virale uitdagingen worden verbeterd.

In een belangrijke doorbraak voor virusdetectietechnologie hebben Prof. Dr. Eitan Lerner en de Ph.D. kandidaat, mevrouw Paz Drori van de Hebreeuwse Universiteit en hun team hebben samen met hun collega’s in de onderzoeksgroep van prof. dr. Thorben Cordes van de Ludwig-Maximilians Universiteit München en de Technische Universiteit Dortmund een nieuwe methode ontwikkeld voor het snel en nauwkeurig detecteren van nanodeeltjes en virussen, één voor één.

Deze innovatieve aanpak combineert confocale fluorescentiemicroscopie met microfluïdische laminaire stroming en biedt een effectief alternatief voor traditionele methoden.

De huidige virusdetectie is vaak afhankelijk van de polymerasekettingreactie (PCR), die zo nauwkeurig mogelijk is, maar kan langzaam en arbeidsintensief zijn en gespecialiseerde laboratoriumapparatuur vereisen. Hoewel op antigeen gebaseerde tests snellere resultaten opleveren, zijn ze doorgaans minder gevoelig en minder nauwkeurig. Het onderzoek van prof. Lerner pakt deze uitdagingen aan door gebruik te maken van een confocale flowvirometrie die snel specifieke afzonderlijke virusdeeltjes kan detecteren.

De methode combineert laminaire stroming in een microfluïdisch kanaal met fluorescentiesignalen van vrije kleurstoffen en gelabelde antilichamen, wat belangrijke inzichten oplevert in de kenmerken van nanodeeltjes.

De onderzoekers werkten samen met de groep van prof. dr. Eran Zahavy van het Israel Institute for Biological Research (IIBR), waar ze konden werken met verschillende virussen die het SARS-CoV-2 Spike-eiwit bevatten. Samen testte het team deze methode op fluorescerende kralen en verschillende virussen die het SARS-CoV-2 Spike-eiwit bevatten, wat de indrukwekkende nauwkeurigheid en detectiespecificiteit ervan aantoonde.

Een belangrijk kenmerk van deze nieuwe test is geworteld in de mogelijkheid om hydrodynamische focussering toe te passen, wat de gevoeligheid voor het detecteren van virussen bij klinisch relevante concentraties aanzienlijk verbetert. Deze technologie is ontworpen om draagbaar en gebruiksvriendelijk te zijn, met behulp van een betaalbare 3D-geprinte Brick-MIC-opstelling, waardoor deze toegankelijk wordt voor breder gebruik in klinische omgevingen.

Dit onderzoek opent de deur naar een nieuw tijdperk van snelle en nauwkeurige virusdetectie, dat nauw aansluit bij de principes van individueel gerichte gezondheidszorg. Door een snelle en specifieke identificatie van virussen en nanodeeltjes mogelijk te maken, wordt deze methode beoogd om gepersonaliseerde monitoring van gezondheidsproblemen op individueel niveau te vergemakkelijken.

Door een dergelijke nauwkeurige detectie kunnen zorgverleners interventies afstemmen op de specifieke behoeften van de patiënt, waardoor behandelingen effectiever en tijdiger zijn.