Les épidémies récurrentes de grippe, comme celle de la Première Guerre mondiale, l’épidémie de coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) dans les années 2010 et la pandémie de COVID-19 ces dernières années ont montré que les maladies respiratoires virales contagieuses constituent souvent un risque. apparition dans la chronologie de l’histoire humaine.
Des populations plus denses, des contacts étroits pendant le transport et des améliorations de la connectivité ont considérablement augmenté le taux de propagation de ces infections virales.
Pour minimiser la transmission virale et les infections massives, des tests de diagnostic rapides capables de détecter et d’identifier les virus sont essentiels pour un isolement et un traitement efficaces des patients infectés. Ces dernières années, le test immunologique à flux latéral (LFI) basé sur la fluorescence a gagné en popularité en tant qu'outil de diagnostic pour la détection virale.
Il s’agit d’une plateforme de détection rapide de virus qui utilise des molécules qui brillent dans des conditions d’éclairage particulières en présence d’une charge virale. Cependant, les performances de cette plateforme de détection sont limitées en raison de plusieurs problèmes liés à la sensibilité de détection.
Dans une étude récente, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Min-Gon Kim du département de chimie de l'Institut des sciences et technologies de Gwangju a démontré que ces LFI basés sur la fluorescence, lorsqu'ils sont améliorés par des sondes basées sur des nanorodes d'or (GNR). , pourrait détecter avec précision et rapidité une protéine du virus de la grippe, sans avoir recours à un équipement de laboratoire de diagnostic complexe.
Leurs travaux ont été mis à disposition dans ACS Nano .
L'équipe a développé Cy5-mSiO2 Sondes @GNR avec nanostructures cœur-coquille pour la plateforme LFI. Ces sondes sont constituées d'un noyau GNR, d'une coque de silice mésoporeuse (mSiO2 ), et la molécule fluorescente cyanine 5 (Cy5). Ce nouveau système de biodétection contourne les problèmes courants associés au LFI basé sur la fluorescence, tels que le photoblanchiment des fluorophores et les faibles rendements quantiques, en exploitant la fluorescence améliorée par les métaux (MEF).
"La plateforme que nous avons développée utilise un phénomène dans lequel les interactions lumière-matière à proximité de nanoparticules métalliques donnent lieu à un effet plasmonique, produisant une forte fluorescence. Les facteurs clés qui dictent cet effet sont la distance et le chevauchement spectral du métal et du fluorophore. dans le système MEF", explique le professeur Kim.
L'équipe a ensuite soumis le Cy5-mSiO2 @GNR sonde une série de tests théoriques et expérimentaux pour étudier la dépendance du comportement de fluorescence sur la distance entre le GNR et Cy5 en ajustant l'épaisseur du mSiO2 coquille. Ils ont constaté qu'une épaisseur de 10,3 nm était optimale pour la coque et ont donc défini les conditions morphologiques du système MEF pour obtenir un effet de fluorescence amélioré.
De plus, ils ont démontré l’applicabilité des sondes MEF optimisées en les incorporant sur une plateforme LFI pour la détection du virus de la grippe A (IAV). Grâce à la fluorescence améliorée, le système MEF-LFI a pu détecter l'IAV même à de très faibles concentrations de 1,85 pfu mL -1 dans les 20 minutes.
Il a également montré une spécificité élevée envers l’IAV, même en présence d’autres virus, tels que le MERS-CoV et le virus COVID-19. De plus, ce système de biodétection a pu identifier l'IAV à partir d'échantillons cliniques de patients avec une précision remarquable de plus de 99 %.
Soulignant le potentiel futur de cette plateforme, le professeur Kim ajoute :« Les résultats de cette recherche peuvent non seulement transformer les tests rapides dans le domaine des soins de santé, mais leur portée peut également être étendue à d'autres formes de diagnostics biomolécules, dans le but ultime d'améliorer la santé des personnes. qualité de vie."
Le nouveau Cy5-mSiO2 La plateforme LFI basée sur @GNR peut en effet être un puissant outil de diagnostic sur le lieu d'intervention pour la détection et le dépistage précoces de l'IAV et d'autres virus, même dans des conditions d'urgence.
Plus d'informations : Donggu Hong et al, Approche plasmonique de l'amélioration de la fluorescence des nanotiges d'or mésoporeuses recouvertes de silice pour la détection du virus de la grippe A hautement sensible à l'aide d'un immunocapteur à flux latéral, ACS Nano (2023). DOI :10.1021/acsnano.3c02651
Informations sur le journal : ACS Nano
Fourni par l'Institut des sciences et technologies de Gwangju
