Durchbruch: Schnelles und genaues Virusnachweisverfahren entwickelt

Eine neue Methode zum schnellen und genauen Nachweis von Nanopartikeln und Viren stellt einen wichtigen Fortschritt in der Virusnachweistechnologie dar, indem sie konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit mikrofluidischem Laminarflow verbindet. Im Gegensatz zu herkömmlichen PCR-Methoden können mit diesem Ansatz einzelne Viruspartikel schnell und kostengünstig mit dem kürzlich eingeführten 3D-gedruckten Mikroskopieverfahren Brick-MIC identifiziert werden.

Tatsächlich haben Eitan Lerner und die Doktorandin Paz Drori von der Hebräischen Universität Jerusalem und ihr Team zusammen mit ihren Kollegen aus der Forschungsgruppe um Thorben Cordes von der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Technischen Universität Dortmund eine neue Methode zum schnellen und genauen Nachweis von Nanopartikeln und Viren, jeweils einzeln, entwickelt. Dieser innovative Ansatz kombiniert konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit mikrofluidischem Laminar-Flow und bietet eine wirksame Alternative zu herkömmlichen Methoden.

Herkömmliche Virusnachweise beruhen häufig auf der Polymerase-Kettenreaktion (PCR), die zwar sehr genau ist, aber langsam und mühsam sein kann und spezielle Laborgeräte erfordert. Antigenbasierte Tests wiederum liefern zwar schnellere Ergebnisse, sind aber weniger empfindlich und weniger genau. Lerners Forschungsarbeit geht diese Herausforderungen an, indem sie eine konfokale Durchfluss-Virometrie einsetzt, die schnell spezifische einzelne Viruspartikel nachweisen kann.

Der Clou: Die Methode kombiniert laminare Strömung in einem mikrofluidischen Kanal mit Fluoreszenzsignalen von freien Farbstoffen und markierten Antikörpern, was wichtige Einblicke in die Eigenschaften von Nanopartikeln ermöglicht. Die Forscher arbeiteten mit der Gruppe von Eran Zahavy vom Israel Institute for Biological Research (IIBR) zusammen. Auf diese Weise erhielten sie Zugang zu verschiedenen Viren, SARS-CoV-2. Gemeinsam testete das Team diese Methode an fluoreszierenden Beads und verschiedenen Viren, die das SARS-CoV-2 Spike-Protein enthalten, und bewies dabei ihre beeindruckende Genauigkeit und Nachweisspezifität.

Ein wesentliches Merkmal dieses neuen Assays liegt in der Möglichkeit der hydrodynamischen Fokussierung, die die Empfindlichkeit für den Nachweis von Viren in klinisch relevanten Konzentrationen erheblich verbessert. Die Technologie ist tragbar und benutzerfreundlich und verwendet einen erschwinglichen 3D-gedruckten Brick-MIC-Aufbau, wodurch sie für einen breiteren Einsatz in klinischen Umgebungen zugänglich wird.

Das Verfahren öffnet nach Ansicht der Forschenden “die Tür zu einer neuen Ära des schnellen und präzisen Virusnachweises, der eng mit den Grundsätzen einer individuellen, zielgerichteten Gesundheitsversorgung verbunden ist”.

Original Paper:

Rapid and specific detection of nanoparticles and viruses one at a time using microfluidic laminar flow and confocal fluorescence microscopy: iScience (cell.com)

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