I chimici della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) hanno sviluppato un nuovo metodo per l'analisi parallela delle proteine ​​che è, in linea di principio, in grado di identificare centinaia o addirittura migliaia di proteine ​​diverse. Potrebbe essere utilizzato per rilevare la presenza di virus e identificare il loro tipo in piccoli campioni. Allo stesso tempo, è molto conveniente e veloce.

"Vediamo possibili applicazioni di questa tecnica in medicina, dove potrebbe essere utilizzato, Per esempio, per la diagnosi rapida di una vasta gamma di malattie. Sarebbe quasi facile da usare come una striscia per test di gravidanza, " ha affermato il professor Carsten Sönnichsen dell'Istituto di chimica fisica. Il test prevede il posizionamento di una piccola goccia di sangue, saliva, o altro fluido corporeo su una piccola striscia reattiva, che viene poi inserito in un dispositivo sviluppato presso il JGU Institute of Physical Chemistry. Questo dispositivo è in grado di identificare le proteine ​​specifiche nel fluido e consente quindi di differenziare in modo rapido e affidabile tra microrganismi innocui e agenti patogeni pericolosi.

Per rilevare le numerose e diverse sostanze presenti in un piccolo campione, i sensori devono essere il più piccoli possibile, preferibilmente la dimensione delle nanoparticelle. Il team di scienziati di Sönnichsen ha progettato un sensore non più grande della testa di uno spillo, ma in grado di eseguire un centinaio di diversi test individuali su una superficie di appena un decimo di millimetro quadrato. Le "strisce reattive" sono costituite da tubi capillari di vetro che hanno nanoparticelle d'oro come elementi sensori sulle loro superfici interne. "Per prima cosa prepariamo le nostre nanoparticelle usando brevi filamenti di DNA, ognuna delle quali si lega a un tipo specifico di proteina, "ha spiegato Janak Prasad, che ha sviluppato il metodo di funzionalizzazione. Quando una proteina si aggancia a uno di questi filamenti di DNA speciali, chiamati aptameri, la nanoparticella corrispondente cambia colore. Le variazioni di colore possono essere rilevate con l'ausilio di uno spettrometro. Per questo scopo, i tubi capillari sono posti sotto un microscopio progettato, costruito, e fornito con il software necessario dal team di chimici con sede a Magonza.

"Dimostriamo un nuovo approccio per un test multiplex che rileva più proteine ​​contemporaneamente lasciando che un fluido scorra oltre le nano-barre d'oro posizionate casualmente, "ha spiegato Christina Rosman, primo autore dello studio. Il team dell'Istituto di chimica fisica della JGU ha utilizzato quattro diverse proteine ​​bersaglio per dimostrare la fattibilità del nuovo concetto, la sua capacità di rilevare concentrazioni nell'intervallo nanomolare, e la possibilità di riciclare i sensori per più di un'analisi. "Vediamo il potenziale per estendere il nostro metodo alla rilevazione simultanea di centinaia o addirittura migliaia di diverse sostanze bersaglio, " affermano gli autori nel loro articolo pubblicato nel numero di giugno 2013 della rivista Nano lettere . La produzione in serie a basso costo dei sensori è fattibile se vengono utilizzati metodi avanzati di nanofabbricazione come la nanostampa o l'intrappolamento ottico.

Ci sono molteplici possibili applicazioni di un test per più bersagli in una singola procedura. I sensori a basso costo potrebbero essere utilizzati direttamente dai medici nelle loro pratiche per rilevare e discriminare vari tipi di virus influenzali con cui i loro pazienti potrebbero essere infettati. Inoltre, la tecnica sarebbe adatta anche per rilevare la presenza di tossine nell'ambiente o negli alimenti, in particolare in liquidi come latte o alimenti per bambini, o la presenza di doping o altre droghe illecite.