Ein mikrofluidisches Gerät, das SARS-CoV-2 nachweisen kann

- EN- DE - FR- IT
Ein mikrofluidisches Gerät, das SARS-CoV-2 nachweisen kann
Mithilfe einer einzigartigen DNA/RNA-Duplextechnologie haben Schweizer Wissenschaftler ein mikrofluidisches Gerät entwickelt, das das SARS-CoV-2-Virus mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit nachweisen kann. Dieses Gerät kann eine Wende im Kampf gegen die aktuelle COVID-19-Pandemie herbeiführen.

Die aktuelle COVID-19-Pandemie hat einen dringenden Bedarf an Möglichkeiten geschaffen, das SARS-CoV-2-Virus schnell, genau und in großem Maßstab nachzuweisen, um seine Ausbreitung zu kontrollieren.

Wissenschaftler von drei Schweizer Institutionen haben ein mikrofluidisches Gerät entwickelt, das SARS-CoV-2 mit hoher Empfindlichkeit nachweisen kann. Das Gerät kann SARS-CoV-2 von anderen Atemwegsviren wie dem Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) unterscheiden, was die Situation im Kampf gegen Coronaviren verändern könnte. Das Projekt wurde von Sandrine Gerber-Lemaire von der EPFL, Igor Stefanini von der SUPSI und Francesco Bertoni von der USI geleitet.

Das Gerät verwendet einen DNA-Biosensor zum Nachweis von SARS-CoV-2-RNA im menschlichen Speichel. Wenn die virale RNA an den DNA-Biosensor bindet, bildet sie einen DNA/RNA-Duplex. Dieser wird dann vom Biosensor erkannt, der bis zu 10 Attomolare der Virus-RNA nachweisen kann. Zur Veranschaulichung: Ein Attomolar entspricht einem Wassertropfen in einem olympischen Schwimmbecken.

Das Gerät basiert auf der Mikrofluidik, einer Technologie, mit der der Fluss sehr kleiner Flüssigkeitsmengen in winzigen Kanälen gesteuert werden kann. Mithilfe der Mikrofluidik steuert das neue Gerät den Speichelfluss, damit der DNA-Biosensor die virale RNA nachweisen kann. Der DNA/RNA-Duplex wird dann durch Fluoreszenzmessungen, die in das Gerät integriert sind, nachgewiesen.


Der Virendetektor kann in nichtmedizinischen Umgebungen eingesetzt werden und liefert Ergebnisse in weniger als zehn Minuten. Daher eignet er sich hervorragend für Felddiagnosen auf Flughäfen, in Schulen oder am Arbeitsplatz. Und da er hochselektiv für das SARS-CoV-2-Virus ist, liefert er keine falsch positiven Ergebnisse für andere Coronaviren.

Dieses Gerät kann eine wichtige Rolle bei der Überwachung der Bevölkerung und den Bemühungen zur Begrenzung der Ausbreitung der COVID-19-Pandemie spielen. Es kann auch für den Nachweis anderer Viren angepasst werden, indem einfach die Sonde des Biosensors verändert wird. "Dieses Gerät ist sehr vielseitig", sagt Sandrine Gerber-Lemaire. "Die Biosensor-Einheit kann durch die Auswahl und Immobilisierung anderer DNA-Sondensequenzen leicht für den Nachweis anderer Viren angepasst werden."

Referenzen

Perrine Robin, Laura Barnabei, Stefano Marocco, Jacopo Pagnoncelli, Daniele Nicolis, Chiara Tarantelli, Agatino Christian Tavilla, Roberto Robortella, Luciano Cascione, Lucas Mayoraz, Céline M.A. Journot, Mounir Mensi, Francesco Bertoni, Igor Stefanini, Sandrine Gerber-Lemaire. A DNA biosensors-based microfluidic platform for attomolar real-time detection of unamplified SARS-CoV-2 virus. Biosensors and Bioelectronics: X, 27. Dezember 2022. DOI: 10.1016/j.biosx.2022.100302