Ingat pesta di mana Anda mengayunkan tongkat cahaya di atas kepala atau memakainya sebagai kalung? Saat-saat yang menyenangkan, bukan? Zaman sains juga. Ternyata hadiah pesta yang menyenangkan tersebut kini digunakan oleh peneliti Universitas Houston untuk mengidentifikasi ancaman biologis yang muncul bagi Angkatan Laut Amerika Serikat.
Ini bukanlah kombinasi yang aneh seperti yang terlihat pada pandangan pertama. Hal ini terutama disebabkan oleh perubahan iklim, sehingga ceruk lingkungan yang dapat ditempati oleh spesies penghasil ancaman semakin meluas. Seiring dengan meningkatnya ancaman hayati lingkungan, aksesibilitas dan potensi kekhawatirannya dari perspektif pertahanan hayati juga meningkat. Saat ini, ada kebutuhan untuk mendeteksi dan mendiagnosis biothreats tertentu yang muncul, terutama di masa depan.
“Kami untuk pertama kalinya menerapkan bahan kimia tongkat pendar yang stabil di rak, memiliki toksisitas rendah, dan berbiaya rendah untuk mengembangkan uji diagnostik yang terang dan cepat yang disebut lateral flow immunoassays (LFIs) seperti nanopartikel pewarna fluoresen yang, ketika terkena cahaya bahan kimia aktivasi tongkat, memancarkan cahaya tampak terang yang dapat dengan mudah dicitrakan menggunakan ponsel cerdas atau kamera sederhana,” kata Richard Willson, Profesor teknik kimia dan biomolekuler Huffington-Woestemeyer di Universitas Houston. “Kami akan mengadaptasi teknologi tongkat pendar yang banyak digunakan dalam aplikasi sinyal militer untuk merangsang partikel LFI berpendar guna meningkatkan kemampuan pendeteksiannya.”
Tongkat cahaya yang sederhana
Begini cara kerjanya: Saat Anda membengkokkan tongkat pendar biasa, itu akan memecahkan wadah kaca kecil di dalamnya yang berisi campuran hidrogen peroksida 3% dan zat lain. Campuran ini bereaksi dengan bahan kimia yang disimpan di luar kaca, menghasilkan zat baru yang cukup reaktif. Ketika bertabrakan dengan pewarna warna-warni khusus, itu memberi mereka energi dan membuatnya bersinar.
Biasanya saat itulah Anda kehilangan minat terhadapnya dan membuangnya – namun tidak demikian halnya dengan Willson, yang telah menandatangani perjanjian dengan Angkatan Laut AS, dengan potensi di masa depan untuk menerima perintah tugas sebesar $1,3 juta, untuk mengembangkan teknologi deteksi cepat yang lebih baik untuk kapal-kapal tersebut. ancaman biologis yang muncul untuk mendukung upaya pengujian yang dapat diterapkan dan mengembangkan reagen afinitas tinggi untuk teknologi baru. Reagen afinitas tinggi adalah zat atau molekul yang menunjukkan daya tarik atau pengikatan yang kuat dan spesifik pada target tertentu
Aksesibilitas teknologi
Pandemi COVID-19 menekankan perlunya immunoassay yang cepat, murah, dan ultrasensitif untuk aplikasi diagnostik di tempat perawatan. Immunoassay aliran lateral seperti tes kehamilan di rumah dan tes antigen cepat COVID-19 berhasil digunakan oleh orang yang tidak terlatih untuk mendeteksi bahan kimia yang penting secara medis tetapi memiliki sensitivitas analitis yang terbatas dan biasanya hanya mendeteksi satu bahan kimia saja.
“Glow LFI baru kami sangat sensitif; hasil awal deteksi Glow LFI terhadap nukleoprotein SARS-CoV-2 yang dibubuhi ekstrak usap hidung menunjukkan batas deteksi yang belum optimal yaitu 100 pikogram per mililiter, sudah lebih baik dibandingkan LFI pada umumnya,” kata Willson, yang penelitiannya dengan metode glow stick juga menunjukkan deteksi. biothreat lain yang diketahui.
Sebagai bagian dari penelitian yang sedang berlangsung, Willson juga akan mengembangkan jalur pipa untuk menghasilkan reagen afinitas tinggi baru yang akan digunakan dalam pengujian deteksi baru ini.