• Domů > Budoucnost v diagnostice patří biosenzorům, jsou ale nákladné na vývoj

Budoucnost v diagnostice patří biosenzorům, jsou ale nákladné na vývoj

Budoucností diagnostiky onemocnění jsou elektrochemické biosenzory. Mají perspektivu všude tam, kde se hodí přenosnost zařízení a pracuje se s kapalným vzorkem. Příkladem využití jsou nejen infekční onemocnění jako COVID-19, ale i analýza vod, potravinářství a podobně. V humánní diagnostice může tato forma detekce v budoucnu násobně zvyšovat komfort a také bezpečnost uživatele, říká Ondřej Zítka z Ústavu chemie a biochemie AF Mendelovy univerzity v Brně.


Jako příklad vědec uvádí novou generaci glukometrů, které lze nosit přímo na povrchu pokožky. Samozřejmostí je spojení s chytrým zařízením pro on-line monitorování.
U biosenzorů je tím nevyšším cílem analogický postup jako u glukometru. U glukometru se odebírá kapilární krev v řádu mikro litrové kapky vpichem do prstu a analýzu máme v řádu vteřin. Tento ideál ale není u biosenzorů na ostatní markery, často v nižších koncentracích, tak snadno dosažitelný při současném zachování vysokých nároků na přesnost, dostatečnou citlivost a selektivitu,“ uvedl Ondřej Zítka směrem k tomu, kam se bude snažení vědců v budoucnu ubírat.

Zájem o elektrochemické biosenzory vzrůstá v době pandemie COVID-19. Aby byly ale využitelné, musí v budoucnu úspěšně kombinovat přínos obou 

stávajících a nejpoužívanějších technik. Musí se blížit citlivosti a robustnosti PCR a zároveň splňovat výhodu rychlé a jednoduché přenositelnosti včetně použitelnosti laikem, což s výhradami splňuje ne příliš přesný antigenní test.

Trend zájmu o biosenzory v posledních letech na vědeckém poli roste a týká se potažmo celé analytické chemie. „Většina nově formovaných chemických a technologických konceptů je nyní stále ve fázi vývoje, a lze říci, že čím vyšší stupeň vývoje, tím vyšší nároky na financování, obzvlášť jedná-li se o zajištění robustnosti a závěrečné certifikace,“ uvedl vědec.

Přesto jde vývoj právě tímto směrem. „Představme si situaci, kdy by virová nákaza měla mít stejnou rychlost šíření jako jakýkoli SARS-CoV a přitom mortalitu viru Ebola. V takovém případě by nastala mnohonásobně závažnější potřeba rychlé diagnostiky přímo v místě odběru na úrovni přesnosti PCR. V takové situaci nelze spoléhat už ani na antigenní testy, které vykazují určitou falešnou negativitu. Potřeba rychlé a přesné diagnostiky přímo v místě by byla naprosto kritická, protože fronty v testovacích centrech jsou při takovém typu pandemie nemyslitelné,“ uvedl Zítka.

Malá přenosná zařízení na bázi biosenzorů, které mají ambici se přesností a citlivostí vyrovnat metodám, jako je PCR nebo hmotnostní spektrometrie, se ale vyvíjí několik dekád.I tak jsou i u těchto laboratorních přístrojů přinášeny na trh stále nové modely. Biosenzory, pokud se mají v parametrech analýzy těmto přístrojům vyrovnat, jsou velmi náročné na vývoj a musí těžit z pokroku a poznání, jak v oblasti chemie, tak z oblasti nanomateriálů, mikrofluidiky a miniaturizace elektroniky,“ dodal vědec.

Publikace:

TrAC Trends in Analytical Chemistry, Volume 136: COVID-19: A challenge for electrochemical biosensors

Kontakt pro bližší informace:

doc. RNDr. Ondřej Zítka, Ph.D., Vedoucí Výzkumné skupiny biomarkerů a biosenzorů Ústavu chemie a biochemie AF MENDELU,