Biočip odhalí koronavirus už za několik minut. Funkční prototyp by mohl být hotový na podzim

„V kufříku vidíte, jak by mohl vypadat přenosný biosenzor do terénu. Když je zařízení připravené, stačí zkapalnit vzorek a vstříknout ho hadičkami do senzoru,“ říká Hana Lísalová, vedoucí skupiny z Oddělení optických a biofyzikální systémů Fyzikálního ústavu Akademie věd.

„Senzor, který vyvíjíme, nebude závislý na typu vzorku. Může pracovat se vším, co jsme schopni zkapalnit. Může jít třeba o stěry z obleku, z klik a samozřejmě i o klinické stěry z nosohltanu,“ popisuje vědkyně.

Biočip je možné používat opakovaně.|foto: Eva Kézrová,Český rozhlas

Na povrchu čipu se díky speciální polymerní vrstvě uchytí pouze hledaný virus. „Ostatní látky, které jsou v biologických vzorcích přítomné a kterých může být více než detekované látky, čip jednoduše nevidí. Proto je možné ho používat opakovaně až do chvíle, kdy se v nějakém vzorku hledaný vir objeví.“

Laborantka Michaela Forynová bere do pinzety čip, má podobu kulatého lesklého plíšku.„Krystal umístíme do měřící cely, abychom na něj mohli přivést vzorky. Pak celu zaplavíme 60% etanolem, potom si připravíme povrch a následně můžeme detekovat,“ vysvětluje.

„Krystal je připravený předem,“ upozorňuje Lísalová. „Na čipu už je vrstva polymerního kartáče s protilátkami, která ale není vidět, protože má jen desítky nanometrů. Jedná se o supertenkou organickou vrstvu. Čip se spojí s mikrofluidickou celou, která přivádí vzorek na povrch biočipu. Vývoj směřuje k tomu, že protilátky na koronavirus budou na čipu uchycené už v momentě, kdy by se v terénu testovalo.“

Od hamburgeru ke koronaviru

Na vývoji biočipu skupina Hany Lísalové pracuje už několik měsíců.|foto: Eva Kézrová,Český rozhlas

Na vývoji biočipu pracuje skupina Hany Lísalové už několik měsíců. A díky zakázce na detekci patogenních látek v potravinách od Ochranné služby Policie ČR je potvrzeno, že tento postup funguje.

„Podařilo se nám detekovat velice nízké koncentrace viru hepatitidy A a dalších patogenů, například bakterií E. coli nebo salmonely, které jsme určili s velice vysokou citlivostí v hamburgeru. A v tu chvíli nás napadlo, že bychom takový senzor mohli adaptovat na koronavirus, který je teď aktuálně nejvíce potřeba,“ popisuje Lísalová.

Tajemství úspěchu tkví v co nejefektivnějším způsobu promíchání vzorku s látkou na povrchu biočipu. „V některých typech se vzorek třeba jen zakápne,“ vysvětluje Lísalová. „Ale my vzorek pumpujeme a využíváme k tomu speciálních mikrofluidních triků, které v rámci tohoto vývoje plánujeme také patentovat. Viry, které by za jiných okolností jen tak protekly nad čipem, se díky tomu v maximální možné míře dotlačí k jeho povrchu. Tím se zvýší pravděpodobnost záchytu viru.“

Na testování se podílejí jihočeští vědci

Fyzikální ústav ale není pracovištěm, kde se mohou testovat viry. Taková jsou na akademických pracovištích v Českých Budějovicích.

„U nás budeme zkoumat vazbu genomové RNA, tedy genetické informace koronaviru, na nějakou specifickou DNA próbu (próba je krátká, značená, přirozená nebo umělá DNA o známé sekvenci - pozn. red.),“ říká Jan Štěrba z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity. „Kolegové z Parazitologického ústavu Biologického centra Akademie věd budou zkoušet detekovat celý živý koronavirus pomocí specifických protilátek.“

Struktura jednoho z typů polymerních biočipů.|foto: Daniel Špaček,Neuron Collective

Pro tyto analýzy se budou využívat také vzorky z komerčního testování nemocných lidí. „Pacientské vzorky testujeme už teď pomocí standardních metod, takže metody testování můžeme srovnat. Ale současně můžeme pracovat i s jinými vzorky, u kterých předpokládáme, že se v nich koronavirus může vyskytovat. Může to být stěr z nějaké plochy nebo odpadní voda,“ uzavírá Štěrba.

Funkční prototyp biosenzoru na koronavirus by mohl být hotový do podzimu.