Сверхъяркие нанометки — основа нового теста на коронавирус

Группа ученых из Университета Вашингтона в Сент-Луисе под руководством Шриканта Сингаманени получила грант в размере $100 008 на разработку нового теста на коронавирус на основе технологии, которую авторы называют «плазмонными флуорофорами» (plasmonic-fluor). Статья с описанием технологии опубликована в Nature Biomedical Engeneering.

Новый метод использует эффект плазмонного усиления флуоресценции и значительно расширяет возможности иммунофлуоресцентного анализа, который активно используется в биологии, однако соотношение сигнал-шум при слабом сигнале не позволяет детектировать слишком низкие концентрации молекул.

В плазмонных флуорофорах сигнал многократно усилен: по оценке ученых, флуоресценция таких частиц в 6 700 ± 900 раз ярче, чем у флуорофоров при традиционном способе применения. В новой системе используются наночастицы золота, на которые нанесены флуорофоры. Золотые частицы служат антеннами: они эффективно собирают свет и передают его на флуорофоры. Благодаря этому интенсивность флуоресценции увеличивается.

В системе есть и другие функциональные структуры. Наночастица золота связана с флуорофорами не напрямую, она покрыта бычьим сывороточным альбумином (БСА). Флуорофоры (в среднем 210 молекул на частицу) ковалентно связаны с БСА. К нему же ковалентно присоединен биотин. Плазмонные флуорофоры демонстрируют высокую аффинность к стрептавидину, а значит, они могут использоваться в непрямом иммуноферментном анализе с биотин-стрептавидиновым взаимодействием. Также было показано, что возможна детекция нескольких белков одновременно.

Плазмонные флуорофоры можно использовать в стандартном иммуноферментном анализе, а значит, метод не требует принципиально новых подходов или оборудования. Руководитель исследования Шрикант Сингаманени предполагает, что новый тест будет в 100 раз более чувствительный, чем существующие тесты с использованием антител. Кроме того, более низкий порог детектируемых концентраций сократит время проведения анализа до 20 минут.

Применение плазмонных флуорофоров не ограничивается только лишь созданием теста на коронавирус. Их также можно будет использовать, например, в проточной цитометрии для обнаружения малочисленных поверхностных белков, сигнал от которых неразличим из-за окружающего шума при обычном флуоресцентном мечении.