Pengembangan teknologi nanoPCR berkecepatan tinggi untuk diagnosis tempat perawatan COVID-19 – ScienceDaily

Pengembangan teknologi nanoPCR berkecepatan tinggi untuk diagnosis tempat perawatan COVID-19 – ScienceDaily


Teknologi “nanoPCR” dikembangkan untuk diagnosis penyakit coronavirus-19 (COVID-19) di titik perawatan (point-of-care). Teknologi baru ini dapat mendiagnosis infeksi dalam waktu sekitar 20 menit dengan tetap mempertahankan keakuratan teknologi reaksi berantai polimerase transkripsi terbalik (RT-PCR) konvensional.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor CHEON Jinwoo, direktur Center for Nanomedicine (CNM) dalam Institute for Basic Science (IBS) di Seoul, Korea Selatan, bekerja sama dengan Profesor LEE Jae-Hyun dari Universitas Yonsei dan Profesor LEE Hakho dari Rumah Sakit Umum Massachusetts mengembangkan teknologi nanoPCR baru yang dapat digunakan untuk diagnosis POC COVID-19 yang terdesentralisasi. Teknik ini menggunakan prinsip dasar yang sama dengan metode diagnosis standar RT-PCR untuk mendeteksi RNA virus, tetapi juga menampilkan peningkatan besar dalam kecepatan menggunakan material nano hibrida dan faktor bentuk miniatur yang memungkinkan portabilitas.

Metode uji standar emas untuk COVID-19 yang saat ini digunakan adalah RT-PCR: tes yang memperkuat DNA setelah mengubah gen RNA menjadi DNA pelengkap untuk dideteksi. RT-PCR memiliki akurasi tinggi, tetapi membutuhkan satu hingga dua jam untuk mendeteksi virus di fasilitas terpusat yang dilengkapi dengan instrumentasi besar. Proses logistik transportasi rantai dingin dari lokasi pengambilan sampel ke fasilitas pengujian membuat diagnosis RT-PCR konvensional menjadi lebih lambat, membutuhkan waktu 1 – 2 hari untuk mendapatkan hasilnya kembali ke pasien.

Untuk mengatasi keterbatasan metode diagnostik yang ada, tim peneliti memanfaatkan magneto-plasmonic nanoparticle (MPN) yang terdiri dari bahan magnetik di intinya dan cangkang emas yang menunjukkan efek plasmonik. Dengan menerapkan MPN ke PCR, mereka mengembangkan ‘nanoPCR’ yang sangat meningkatkan kecepatan RT-PCR sambil tetap mempertahankan deteksi yang sangat akurat. Sifat plasmonik MPN mengacu pada kemampuannya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi panas, dan dengan menggunakan ini dimungkinkan untuk mempersingkat langkah termosilasi RT-PCR dari 1 – 2 jam menjadi dalam 11 menit. Selain itu, sifat magnetis yang kuat dari MPN memungkinkan medan magnet eksternal untuk membersihkan MPN dari larutan PCR untuk memungkinkan deteksi fluoresen dari gen yang diperkuat. NanoPCR mampu mendeteksi bahkan sejumlah kecil gen (~ 3,2 eksemplar /? L) secara akurat sekaligus memperkuat dan mendeteksi materi genetik dengan sensitivitas dan spesifisitas tinggi.

Para peneliti menguji nanoPCR di bawah pengaturan klinis melalui tes spesimen pasien yang dilakukan dengan tim Profesor CHOI Hyun-Jung di Rumah Sakit Universitas Nasional Chonnam. Selama pengujian, 150 subjek dengan atau tanpa infeksi COVID-19 didiagnosis secara akurat menggunakan teknologi ini (75 positif, 75 sampel negatif; nol negatif palsu dan positif palsu). Tingkat sensitivitas dan spesifisitas ditemukan setara dengan RT-PCR konvensional (~ 99%). Selain keandalannya yang tinggi, seluruh proses diagnosis berlangsung sangat cepat, karena rata-rata diperlukan waktu sekitar 17 menit untuk diagnosis satu spesimen.

Selain itu, para peneliti menunjukkan kemungkinan untuk meningkatkan throughput analitis dengan menerapkan sistem bianglala untuk memuat beberapa sampel sekaligus, yang memungkinkan pengujian banyak sampel secara bersamaan dari beberapa pasien. Yang penting, peralatan nanoPCR memiliki ukuran yang sangat kompak (15 × 15 × 18cm) dan berat (3 kg), yang memungkinkannya untuk dibawa-bawa. Semua ini akan membuka jalan bagi pengujian pasien yang cepat dan terdesentralisasi untuk diagnosis POC.

Direktur Cheon berkata, “Melalui peningkatan dan miniaturisasi teknologi PCR, kami telah menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk melakukan diagnosis POC berbasis PCR di lapangan dengan cepat.” Penelitian tersebut saat ini masih dalam tahap proof-of-concept dan perlu pengembangan lebih lanjut hingga dapat digunakan di lapangan.

Hasil penelitian ini dipublikasikan di Teknik Biomedis Alam pada 3 Desember 2020.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Ilmu Dasar. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Result SGP

Author Image
adminProzen