Ultrasnelle optische chip bindt strijdt aan tegen virusuitbraken
Virussen detecteren en hun concentratie meten, in niet meer dan enkele
minuten. Dat wordt mogelijk met de ultragevoelige sensor die
onderzoeker dr. Aurel Ymeti heeft ontwikkeld samen met dr. Hans
Kanger, prof.dr. Jan Greve en prof.dr. Vinod Subramaniam van de
Biophysical Engineering groep van de Universiteit Twente. Snelle
screening in ziekenhuizen of op luchthavens, om uitbraak van
bijvoorbeeld SARS vóór te zijn, wordt met de nieuwe sensor mogelijk;
een klein speeksel- of bloedmonster volstaat. De onderzoekers
presenteren hun resultaten in de februari-editie van Nano Letters, en
trekken nu al de aandacht van onder meer MIT's Technology Review.
De vraag naar een detectiemethode die snel, gevoelig en gemakkelijk in
het gebruik is, is actueel in het licht van recente uitbraken van
onder meer SARS en het H5N1 vogelpestvirus. Zeker in gebieden die niet
kunnen beschikken over geavanceerde laboratoria, is een handheld
detector het beste alternatief, maar dit geldt eigenlijk voor alle
plaatsen waar ter plekke een snelle screening vereist is. De
onderzoekers zijn erin geslaagd een compact prototype te maken door
twee technieken te combineren: meting van een interferentiepatroon van
licht en antilichaam-antigen herkenning.
Het lichtpatroon dat binnen enkele minuten verschijnt, geeft meteen
informatie over de aanwezigheid en concentratie van virussen. De
detector heeft daarvoor een aantal verschillende lichtgeleidende
kanalen die elk gevoelig zijn gemaakt voor een specifiek virus. Elk
kanaal heeft daarvoor een coating van antilichamen die bij het
betreffende virus horen. Licht, afkomstig uit een laser, wordt
uitgesplitst over de kanalen. Hebben zich virusdeeltjes gehecht aan de
antilichamen, dan verandert de gang van het licht. Deze verandering
komt tot uiting in het interferentiepatroon: een vingerafdruk van de
aanwezige virussen en hun concentratie is het resultaat. Deze methode
is extreem gevoelig. Het is zelfs mogelijk om de binding van één enkel
virus deeltje te meten.
Schematische weergave van de sensor: monochromatisch licht van een
laser bron wordt in een kanaal golfgeleider gekoppeld en verdeeld over
vier parallelle kanalen. Deze vier kanalen worden gevormd door een
referentie kanaal (4) en drie meet kanalen (1-3) die gebruikt worden
om verschillende virussen te meten door op deze kanalen de juiste
antilichamen aan te brengen. Het licht dat uit de vier kanalen komt
interfereert met elkaar om op een CCD camera een interferentie patroon
te vormen. Specifieke binding van een virus aan een van de drie
kanalen door middel van de aangebrachte antilichamen veroorzaakt een
fase verschuiving van het licht in dat kanaal. Deze fase verschuiving
wordt gemeten als een verschuiving van het interferentie patroon. Op
deze manier geeft een analyse van het interferentie patroon informatie
over de hoeveelheid virus deeltjes die zich op de verschillende
kanalen gehecht hebben.
De onderzoekers stellen in hun publicatie dat de techniek beter
geschikt is dan bijvoorbeeld het bestaande Polymerase Chain Reaction
(PCR): eenvoudiger in het gebruik, sneller, en toch met een
vergelijkbare gevoeligheid. Voordeel is onder meer dat een bloed- of
speekselmonster nauwelijks voorbewerkt hoeft te worden voor de meting.
Ook is het mogelijk om modules voor verschillende virustypen snel uit
te wisselen.
Het prototype waarover nu in Nano Letters wordt gepubliceerd, is
resultaat van het promotie-onderzoek van Aurel Ymeti. Zijn onderzoek
is gefinancierd door de Technologiestichting STW, en is verricht samen
met ondernemingen zoals Paradocs Group BV, bioMériex BV, en LioniX BV.
Het onderzoek van de groep Biophysical Engineering is ingebed in twee
UT-instituten: het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie en het BMTI
Instituut voor Biomedische Technologie. Voor de verdere ontwikkeling
tot een commercieel prototype is al contact gelegd met een Nederlandse
onderneming.
Het artikel, getiteld, `Fast, ultrasensitive virus detection using a
young interferometer sensor' door A. Ymeti, J. Greve, P.V. Lambeck,
Th. Wink, S.W.F.M. van Höwell, T.A.M. Beumer, R.R. Wijn, R.G.
Heideman, V. Subramaniam, and J.S. Kanger verschijnt in de
februari-editie van Nano Letters. Het is al digitaal beschikbaar.
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244
Top
Laatst gewijzigd op 18-01-2007 18:55:45 door Webmaster
Universiteit Twente