Интегрированная платформа изотермической амплификации с формированием петель и иммуноанализ обнаруживают острые кишечные инфекции

Задачи диагностики инфекционных заболеваний, особенно в развивающихся странах, и недостатки доступных инструментов выявили необходимость в переносных и простых в использовании диагностических инструментах, способных обнаруживать широкий спектр возбудителей при работе в условиях c недостаточным доступом к ресурсам.

Ежегодно в мире выявляется около 1,7 миллиарда случаев острой диарейной болезни, и такой синдром часто вызван инфекциями. Дети особенно уязвимы; острые кишечные инфекции ежегодно убивают более полумиллиона детей во всем мире и являются второй по значимости причиной смерти у детей в возрасте до пяти лет. Это также говорит о значительной нехватке диагностических возможностей, особенно в развивающемся мире.


Биотехнологи из Sandia National Laboratories (Ливермор, штат Калифорния, США) разработали синдромный тест, в котором сочетаются иммунологический анализ и молекулярное тестирование на основе изотермической амплификации. Будучи небольшой, полностью интегрированной синдромной панелью, тест может анализировать образец стула, чтобы получить результат при использовании платформы следующего поколения SpinDx, разработанной в Sandia. Система SpinDx - центрифугированная платформа микрожидкостной диагностики с интегрированной подготовкой образцов. Среди прочих усовершенствований, новейшая версия включает бесконтактный контроль температуры с использованием средневолнового инфракрасного нагревателя.

Анализ может обнаруживать три энтеротоксина на основе белка, а также ДНК трех кишечных патогенов. В частности он обнаруживает холерный токсин, стафилококковый энтеротоксин B и шигаподобный токсин 1, а также кампилобактер еюни, кишечную палочку и палочку Бреслау менее чем за час. Для обнаружения кампилобактер еюни, кишечной палочки и палочки Бреслау была разработана панель реакции изотермической амплификации с формированием петель. Чтобы определить предел обнаружения иммунологических анализов, растворы токсинов разбавлялись до концентраций 1000, 300, 100, 30, 10, 3 и 0 нг/мл и каждый из них тестировался в трех экземплярах, за исключением самой высокой концентрации, которая была запущена в двух экземплярах.

Авторы пришли к выводу, что основной особенностью платформы с поддержкой мультиплексированных обнаружений без обременительной сложности, характерной для подобных центробежных микрожидкостных устройств, является бесконтактная система нагрева. Преимущества этой системы, в которой источник тепла пространственно отделен от диска, многочисленны, включая жизнеспособность простого недорогого диска, поскольку такие функции, как встроенные нагревательные элементы или системы привода для осуществления контакта нагревателя с диском, не нужны. Исследование было опубликовано онлайн 10 августа 2018 года в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Ссылки по теме:
Sandia National Laboratories