SARS-CoV-19 विषाणूमुळे होणारा रोग, COVID-2 चा झपाट्याने पसरल्याने जगभरात सार्वजनिक आरोग्य संकट निर्माण झाले आहे. रोगाचा प्रसार नियंत्रित करण्यासाठी आणि असुरक्षित लोकसंख्येचे संरक्षण करण्यासाठी लवकर कोविड-19 शोधणे आणि अलग ठेवणे महत्त्वाचे आहे. कोविड-19 निदानासाठी सध्याचे मानक म्हणजे रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्टेज-पॉलिमरेझ चेन रिएक्शन (RT-PCR), एक तंत्र ज्यामध्ये विषाणू जीन्स प्रवर्धनाच्या अनेक चक्रांतून गेल्यानंतर शोधले जातात. तथापि, हे तंत्र वेळखाऊ आहे, ज्यामुळे निदान केंद्रांमध्ये चाचणीचा अनुशेष निर्माण होतो आणि त्यामुळे निदानास विलंब होतो.

Biosensors आणि Bioelectronics मध्ये प्रकाशित झालेल्या अलीकडील अभ्यासात, कोरिया आणि चीनमधील संशोधकांनी एक नवीन नॅनोटेक्नॉलॉजी-आधारित प्लॅटफॉर्म सादर केला आहे जो COVID-19 निदानासाठी लागणारा वेळ कमी करू शकतो. त्यांचे पृष्ठभाग-वर्धित रमन स्कॅटरिंग (SERS)-PCR डिटेक्शन प्लॅटफॉर्म — Au 'nanodimple' substrates (AuNDSs) च्या पोकळ्यांमध्ये सोन्याचे नॅनोपार्टिकल्स (AuNPs) वापरून तयार केलेले — प्रवर्धनाच्या केवळ 8 चक्रांनंतर विषाणूजन्य जीन्स शोधू शकतात. पारंपारिक RT-PCR साठी आवश्यक असलेल्या संख्येपैकी ते जवळजवळ एक तृतीयांश आहे.

“पारंपारिक RT-PCR फ्लोरोसेन्स सिग्नलच्या शोधावर आधारित आहे, म्हणून SARS-CoV-3 शोधण्यासाठी 4-2 तास लागतात. COVID-19 किती वेगाने पसरतो हे लक्षात घेता हा वेग पुरेसा नाही. आम्हाला हा वेळ कमीत कमी निम्म्याने कमी करण्याचा मार्ग शोधायचा होता,” अभ्यासामागील प्रेरणा स्पष्ट करताना प्रा. जेबम चू म्हणतात. सुदैवाने, उत्तर फार दूर नव्हते. 2021 मध्ये प्रकाशित झालेल्या मागील अभ्यासामध्ये, प्रो. चू यांच्या टीमने एक नवीन शोध मंच विकसित केला होता ज्यामध्ये डीएनए हायब्रिडायझेशन नावाच्या तंत्राद्वारे AuNDS च्या पोकळ्यांमध्ये एकसमान व्यवस्था केलेल्या AuNPs द्वारे उच्च-संवेदनशीलता SERS सिग्नल तयार केले जातात. या आधीच्या शोधावर आधारित, प्रो. चू आणि त्यांच्या टीमने कोविड-19 निदानासाठी नवीन SERS-PCR प्लॅटफॉर्म विकसित केले.

नवीन विकसित SERS-PCR परख "ब्रिज डीएनए" शोधण्यासाठी SERS सिग्नलचा वापर करते—लक्ष्य व्हायरल जनुकांच्या उपस्थितीत हळूहळू विघटित होणारे लहान DNA प्रोब. म्हणून, कोविड-19 साठी पॉझिटिव्ह रुग्णांच्या नमुन्यांमध्ये, ब्रिज डीएनए (आणि म्हणून SERS सिग्नल) ची एकाग्रता प्रगतीशील पीसीआर चक्रांसह सतत कमी होते. याउलट, जेव्हा SARS-CoV-2 अनुपस्थित असतो, तेव्हा SERS सिग्नल अपरिवर्तित राहतो.

टीमने SARS-CoV-2 चे दोन प्रतिनिधी लक्ष्य मार्कर वापरून त्यांच्या प्रणालीच्या परिणामकारकतेची चाचणी केली, म्हणजे, SARS-CoV-2 चे लिफाफा प्रोटीन (E) आणि RNA-आश्रित RNA पॉलिमरेज (RdRp) जनुक. RT-PCR-आधारित शोधासाठी 25 चक्रांची आवश्यकता असताना, AuNDS-आधारित SERS-PCR प्लॅटफॉर्मला केवळ 8 चक्रांची आवश्यकता होती, ज्यामुळे चाचणी कालावधी लक्षणीयरीत्या कमी झाला. “आमचे निकाल जरी प्राथमिक असले तरी ते निदान तंत्र म्हणून SERS-PCR च्या वैधतेसाठी एक महत्त्वाचा पुरावा-संकल्पना प्रदान करतात. आमचे AuNDS-आधारित SERS-PCR तंत्र हे एक नवीन आण्विक निदान प्लॅटफॉर्म आहे जे पारंपारिक RT-PCR तंत्रांच्या तुलनेत जनुक शोधण्यासाठी लागणारा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते. पुढील पिढीतील आण्विक निदान प्रणाली विकसित करण्यासाठी स्वयंचलित नमुना समाविष्ट करून या मॉडेलचा आणखी विस्तार केला जाऊ शकतो,” प्रो. चू स्पष्ट करतात.

खरंच, SERS-PCR हे कोविड-19 साथीच्या रोगाविरूद्ध आमच्या शस्त्रागारातील एक महत्त्वाचे साधन असू शकते. हे आण्विक निदानाच्या क्षेत्रात एक प्रतिमान बदल घडवून आणू शकते, ज्यामुळे आपण संसर्गजन्य रोग कसे शोधू शकतो आणि भविष्यातील साथीच्या आजारांना कसे सामोरे जाऊ शकतो.

या लेखातून काय काढायचे:

In a recent study published in Biosensors and Bioelectronics, researchers from Korea and China have introduced a novel nanotechnology-based platform that can shorten the time required for COVID-19 diagnosis.
Choo’s team had developed a novel detection platform in which high-sensitivity SERS signals are produced by AuNPs uniformly arranged in the cavities of AuNDSs through a technique called DNA hybridization.
The current standard for COVID-19 diagnosis is reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), a technique in which viral genes are detected after they undergo multiples cycles of amplification.