Ултра-чувствителна диагноза на болести с просто око/ Ultrasensitive naked-eye detection of disease

Нов тест, който използва златни наночастици и водороден пероксид (кислородна вода) може да помогне за ранна и евтина предварителна диагноза на болести в бедните страни. За разлика от тестовете, които се използват в момента, новата алтернатива, наречена плазмонна ЕЛИЗА позволява резултата да се види веднага с просто око. Кръвен серум се смесва с химикали в контейнер за еднократно използване и течността става синя ако пациентът е болен или червена ако тестът е отрицателен. Тестовете ЕЛИЗА използват ензим, който се активира ако в серума на пациента има антиген за болестта (например ХИВ). Химическата реакция причинява промяна в цвета на разтвора, а наситеността на цвета отговаря на степента на инфекция. Разчитането на тези резултати обаче, изисква лабораторно оборудване и не е надеждно, когато нивото на антигена е ниско (например в ранния стадии на болеста). Новият метод, разработен от учени в в Imperial College в Лондон, използва растежа на златни наночастици в разтвора. Наночастиците се кристализират в различна форма ако ензимът каталаза е активиран (при положителен тест) или не (отрицателен тест), а формата на кристалите променя начина по който те пречупват светлината и дават син или червен цвят на реакцията. Засега плазмонната ЕЛИЗА е приложена успешно за засичането на много ниски дози p24 (антиген на ХИВ) и PSA (простатен антиген, използван за засичането на рак на простатата). Това означава, че тези заболявания ще могат да бъдат откривани и лекувани в по-ранен етап.

Разтворът от златни наночастици изглежда червен или син в плазмонна ЕЛИЗА с отрицателен или положителен резултат. / Glod nanoparticles in solution appear red or blue in a negative and a positive plasmonic ELISA. Image credit Dr. Roberto de la Rica and Prof. Molly Stevens, Imperial College of London

A new test, which uses gold particles and hydrogen peroxide (the chemical used for hair bleaching) may bring affordable and easy preliminary detection of disease to low-income countries. Unlike similar tests that are already used in the clinic, the new alternative, called plasmonic ELISA allows the result to be seen immediately with the naked eye. Serum from patient's blood is mixed with reagents in a disposable container and the liquid turns blue when the disease is present, or red when the result is negative. The ELISA test relies on an enzyme in the solution becoming activated if the disease antigen (such as HIV) is present in the patient's serum. The chemical reaction causes the colour of the solution to change, with the intensity corresponding to the extent of the infection. The interpretation of results from the currently available technology requires laboratory equipment and becomes unreliable when the antigen levels are low (such as in the early stages of infection). The new method, developed by researchers at the Imperial College London, uses the growth of gold nanoparticles in the reaction vial. Whether the catalase enzyme is activated (+ve result) or not (-ve result) determines the shape in which the gold nanoparticles grow and the way they interact with light, appearing as a blue or red colour. So far, plasmonic ELISA has been shown to successfully detect the p24 HIV antigen and PSA (prostate specific antigen, used for prostate cancer detection) at very low doses. This means that such diseases can be diagnosed and treated earlier.