Veloce, piattaforme elettrochimiche convenienti mostrano la promessa per il rilevamento altamente sensibile di diversi ceppi di agenti patogeni che causano l'influenza e la diarrea.

L'invio di campioni dei pazienti al laboratorio per l'analisi richiede tempo e può ritardare il trattamento. Per affrontare questo, i ricercatori stanno sviluppando una suite di strumenti diagnostici con minuscoli cristalli semiconduttori, noti come punti quantici, e nanoparticelle di silice rivestite di colorante. Queste piattaforme possono essere configurate per rilevare più agenti patogeni contemporaneamente per migliorare ulteriormente la loro funzionalità nel punto di cura.

I recenti progressi nel campo dimostrati dai ricercatori della King Mongkut's University of Technology Thonburi (KMUTT) in Thailandia includono la misurazione simultanea del DNA di tre organismi (Vibrio cholerae, Salmonella e Shigella) responsabili di malattie diarroiche. Il team ha anche configurato una piattaforma per identificare il DNA di quattro diversi ceppi di virus dell'influenza.

"Il rilevamento simultaneo fornisce agli utenti maggiori informazioni e consente di risparmiare tempo, che rende i sensori più convenienti, " spiega Werasak Surareungchai, capo del gruppo di ricerca sui sensori bio e chimici presso KMUTT. "Inoltre, la dimensione totale del campione richiesta per rilevare tutti i bersagli biologici è in genere molto più piccola rispetto ai metodi convenzionali perché questi dispositivi richiedono solo un singolo campione".

Per creare i suoi biosensori, il gruppo impiega sequenze di DNA che si legano a batteri specifici, virus o altri microrganismi patogeni. Durante la formulazione, la sequenza del DNA è attaccata a un punto quantico o a una nanoparticella di silice, che funge da etichetta o marker e consente di identificare prontamente eventuali eventi di legame in un campione del paziente.

Poiché i punti quantici sono fatti di metalli diversi (piombo, cadmio e zinco), producono diversi colori di fotoluminescenza e reagiscono a diverse tensioni, con picchi di corrente distinti in risposta a uno sweep di tensione, che possono essere utilizzati per identificare la loro presenza.

Sfruttando questo comportamento nel loro biosensore, i ricercatori progettano il rilevamento simultaneo di più agenti patogeni utilizzando una forma d'onda a gradini.

Nei loro dispositivi basati su nanoparticelle di silice, gli scienziati intrappolano diverse molecole di colorante, ciascuno mira a un microrganismo diverso all'interno delle particelle per consentire l'analisi. Ancora, i coloranti rispondono a diverse tensioni, consentendo al team di individuare contemporaneamente la presenza di diversi agenti patogeni nel campione.