Neue Verwendung für Sicherheitsreflektortechnikbei der Aufdeckung von Bioterror Bedrohungen

Tiny Versionen der Reflektoren auf Turnschuhen und Fahrradschutzvorrichtungen, die die Sicherheit der Läufer und Biker in der Nacht zu helfen, in Richtung auf eine andere Rolle bei der Aufdeckung von Bioterrorismus Bedrohungen und Diagnose von Infektionskrankheiten Alltag bewegen , sagte Forscher .

Ihren Bericht über die Fortschritte bei der Verwendung dieser innovativen " Retroreflektoren " - die gleiche Technologie, die die Nachtsichtbarkeit von Verkehrszeichen erhöht - war unter fast 12.000 auf der Tagesordnung der 245. National Meeting

"Unser Ziel ist die Entwicklung eines hochempfindlichen , all -in-one -Gerät, das schnell sagen können First- Responder genau, welche krankheitserregenden Mikroben wurde in einem bioterroristischen Angriff verwendet wurde ", sagte Richard Willson , Ph.D., wer führt die Forschung. " In der wahrscheinlichste Art von Angriff , viele Menschen beginnen würde krank mit Symptomen, die von mehreren Infektionserreger sein könnte. Aber welche? Die Verfügbarkeit von einem Instrument zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Agenten wäre unsere Antwort auf eine mögliche erheblich verbessern Bioterror- Angriff oder die Entstehung einer Krankheit nicht oft hier gesehen. "

Willson -Team entwickelt eine andere Version der Technologie für den Einsatz in Arztpraxen und Kliniken für die schnelle Vor-Ort- Diagnose der häufigsten Infektionskrankheiten bestimmt , bevor die Patienten zu verlassen. Entfällt die Notwendigkeit, für die Testergebnisse von einem externen Labor warten konnte damit Patienten die richtige Behandlung früher zu erhalten und wiederherzustellen früher festgestellt, Willson .

Einer dieser Tests konzentriert sich auf die Erkennung Norovirus , Der gefürchtete " Kreuzfahrtschiff -Virus " oder " Winter Erbrechen Virus", die mehr als 20 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten allein trifft jährlich . Norovirus war in den Schlagzeilen im vergangenen Dezember , wenn es geschlagen 220 Personen auf der Queen Mary II .

Balakrishnan Raja , der Mitglied der Willson -Team an der Universität von Houston (UH) , der den Bericht vorgelegt , darauf hingewiesen, dass Retroreflektoren können die meisten visuell erkennbaren Geräte jemals von Menschen gemacht werden . Sie arbeiten an dem Projekt mit Kollegen an UH , der Universität Texas der medizinischen Niederlassung in Galveston und die Sandia National Laboratories Zweigniederlassung in Livermore , Kalifornien . Die Geräte reflektieren das Licht direkt zurück zu seiner Quelle in einer Weise, die extreme Helligkeit erzeugt . Eine Version der Retroreflexion Effekt tritt auf , wenn jemand mit einer Taschenlampe leuchtet in einem Spiegel. Die Reflexion ist so hell, dass es bei der Suche weh tut.

Obwohl die meisten Menschen noch nie gehört der Begriff " Rückstrahler ", diese Geräte sind nicht neu, Raja hingewiesen. Die Apollo-11- Astronauten zum Beispiel links eine Laserreichretroreflektorauf dem Mond während der ersten Mondlandung Mission im Jahr 1969. Wissenschaftler das Gerät weiterhin verwenden , um die Mondbahn zu studieren. Und sie sind allgegenwärtig Armaturen im Verkehrszeichen, Fahrbahnmarkierungenund anderswo im Alltag.

Willson der Kollaborateur Paul Ruchhoeft UH hat einen Weg zur Herstellung von Retroreflektoren so klein ist, dass mehr als 200 würden in dem Punkt am Ende dieses Satzes passen entwickelt. Die Retroreflektoren dann Teil eines Lab-on -a-Chip oder einer mikrofluidischen Vorrichtung , mit winzigen Kanälen für die Verarbeitung von " Mikroliter " -Skala Mengen von Blut oder anderen Flüssigkeiten . Ein Mikroliter ist ein Millionstel Liter ( ein Liter ist etwa einen Liter ) . Ein Wassertropfen enthält etwa 50 Mikroliter.

Wenn eine Probe der Flüssigkeit , die nicht krankheitserregenden Viren oder Bakterien enthält, über diese Kanäle zu den Retroreflektoren fließt , leuchten sie hell . Eine Probe, die Bakterien, macht jedoch Teile der Reflektoren dunkel , Signalisierung ein positives Testergebnis . Raja erklärte, dass der Wechsel von hell nach dunkel ist eines von mehreren Vorteile der Rückstrahler -Technologie im Vergleich zu den bestehenden Möglichkeiten zum Nachweis von krankheitserregenden Mikroben . Er kann mit einfachen optischen Geräten , anstatt teuer, komplex Optik erkannt werden. Der Retroreflektor Technologie vermeidet auch die Notwendigkeit, Proben zur Analyse speziell vorzubereiten und schneller ist.

"Im Moment haben wir sieben Kanäle in unserer Einrichtung ", sagte Raja . " Deshalb haben wir uns für sieben verschiedene Infektionen auf einmal testen können , aber wir konnten mehr Kanäle zu machen Das ist einer unserer langfristigen Ziele - . . , Um das Gerät zu multiplexen und erkennen viele Krankheitserreger auf einmal "

Sie haben klinisch nützlich Empfindlichkeit auf Proben, die Rickettsia conorii gezeigt , eine Gefahr des Bioterrorismus , die Mittelmeer verursacht gesichtet Fieber , Sind ua auf der Tagesordnung. Eine neue Version der Retroreflektor -Technologie beinhaltet Würfel, die in Proben von Flüssigkeit suspendiert sein können. Willson -Team zunächst wird es auf Norovirus nutzen mit dem Ziel, die Entwicklung einer Vorrichtung, die eine rote Fahne auf Norovirus virale Kontamination zu erhöhen und verhindern, dass die Krankheit ein Lauffeuer artigen Ausbreitung kann .

Zusammenfassung

Ultrasensitive und schnellen Erregernachweis beruht in der Regel auf Nukleinsäure-Extraktion, gefolgt von Verstärkung oder Kennzeichnung mit Farbstoffen, Enzymen oder Fluorophore, die aufwendige Instrumentierung erfordern. Der vorliegenden Arbeit wird eingebettet, mikro linear Retroreflektoren als bio-Sensorflächen, mit mikrometergroßen magnetischen Teilchen als lichtblockierende Etiketten in einem hochempfindlichen diagnostischen Immunoassay. Retroreflektoren zurück Licht direkt an der Quelle und sind leicht erkennbar mit preiswerten Optik. Der Erreger wird durch eine Sensoroberfläche folgenden immun Trennung und Konzentration von einer komplexen Probe immunocaptured. Eine automatische Differenzabbildung Algorithmus, der einzigen 3,0 um magnetische Teilchen ohne optische Kalibrierung erfasst wird verwendet, um die Anzahl der Etiketten auf jeder von jedem 1 sq gebunden. Mm quantifizieren. Anordnung von Rückstrahlern. Ein Assay für den Nachweis von Rickettsia conorii in einem mikrofluidischen Format mit fluidischer Kraft Diskriminierung, um die Reproduzierbarkeit und die Spezifität zu erhöhen, mit einer Stromnachweisgrenze von weniger als 4000 Bakterien pro ml durchgeführt.