El profesor asociado de ingeniería mecánica Jiangtao Cheng y el profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática Wei Zhou han desarrollado un método de biosensores ultrasensibles que podría acortar drásticamente la cantidad de tiempo requerido para verificar la presencia del virus COVID-19 en una muestra.la investigación fue publicada en ACS Nano el 29 de junio.
Cheng y Zhou han descubierto que hay un espacio significativo para mejorar el ritmo de las pruebas de coronavirus. Las pruebas actuales de verificación de COVID-19 requieren algunas horas para completarse, ya que la verificación de la presencia del virus requiere la extracción y comparación de material genético viral,un proceso que requiere mucho tiempo y requiere una serie de pasos. La cantidad de virus en una muestra también está sujeta a errores, y los pacientes que han tenido el virus por un período de tiempo más corto pueden dar negativo porque no hay suficiente cantidad de virus presente paradesencadenar un resultado positivo.
En el método de Cheng y Zhou, se puede detectar todo el contenido de una gotita de muestreo y no hay extracción u otros procedimientos tediosos. El contenido de una microgota se condensa y caracteriza en minutos, reduciendo drásticamente el margen de error y dando unimagen clara de los materiales presentes.
La clave de este método es crear una superficie sobre la cual el agua que contiene la muestra viaja de diferentes maneras. En superficies donde las gotas de agua pueden "pegarse" o "deslizarse", el factor determinante es la fricción. Las superficies que introducen más fricción causanlas gotas de agua se detienen, mientras que una menor fricción hace que las gotas de agua se deslicen sobre la superficie sin inhibiciones.
El método comienza colocando una muestra recolectada en el líquido. Luego, el líquido se introduce en una superficie de sustrato diseñada con regiones de alta y baja fricción. Las gotas que contienen la muestra se moverán más rápidamente en algunas áreas pero se anclarán en otras ubicaciones gracias a una nanoantenaRecubrimiento que introduce más fricción. Estos toboganes acuáticos para detener y avanzar permiten que las gotas de agua sean dirigidas y transportadas de manera programable y reconfigurable. Las ubicaciones "detenidas" son muy pequeñas debido a un recubrimiento intrincadamente colocado de nanotubos de carbono en micropilares grabados.
Estos puntos prescritos con nanoantennae se establecen como sensores activos. El grupo de Cheng y Zhou calienta la superficie del sustrato para que la gotita de agua anclada comience a evaporarse. En comparación con la evaporación natural, esta denominada evaporación asistida por Leidenfrost parcial proporciona una fuerza levitantelo que hace que el contenido de la gotita flote hacia la nanoantena a medida que el líquido se evapora. El haz de partículas de muestra se contrae hacia el centro restringido de la base de la gotita, lo que resulta en un paquete de moléculas de analito producido rápidamente.
Para la detección rápida y el análisis de estas moléculas, se dirige un rayo láser al lugar con las moléculas empaquetadas para generar sus señales de luz de huellas dactilares vibratorias, una descripción de las moléculas expresadas en formas de onda. Este método de retroalimentación habilitado con láser esllamada espectroscopía Raman de superficie mejorada.
Todo esto sucede en solo unos minutos, y el espectro de huellas dactilares y la frecuencia del coronavirus se pueden seleccionar rápidamente de una línea de datos devueltos.
El equipo del profesor Cheng y Zhou está buscando una patente sobre el método, y también están buscando fondos de los Institutos Nacionales de Salud para entregar el método para un uso generalizado.
Un resumen completo y una descripción de esta investigación está disponible en la publicación del 26 de junio de 2020 de ACS Nano .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Virginia Tech . Original escrito por Alex Parrish. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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