Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện adenovirus bằng phương pháp khuếch đại polymerase tái tổ hợp và microarray giấy dòng chảy dọc
Tóm tắt
Các nhiễm virus hô hấp thường có triệu chứng giống như các nhiễm khuẩn do vi khuẩn gây ra; tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh một cách hạn chế và có mục tiêu là cần thiết để chống lại sự gia tăng kháng thuốc. Điều này đặc biệt quan trọng trong các môi trường thu nhập thấp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi mô tả việc sử dụng khuếch đại nhiệt độ đồng nhất DNA virus ở 37 °C kết hợp với thiết lập microarray dòng chảy dọc dựa trên giấy (VFM) sử dụng phát hiện màu của amplicon bằng các hạt nano vàng đã chức năng hóa. Hai chất cảm biến oligonucleotide, một do chúng tôi thiết kế nội bộ và một đã biết liên quan đến adenovirus, đã được kiểm tra và xác thực để phát hiện trong microarray xuống đến 50 nM sử dụng mẫu mục tiêu tổng hợp. Hơn nữa, các mồi đã cho thấy khả năng hoạt động trong phản ứng khuếch đại polymerase tái tổ hợp khi sử dụng cả mẫu tổng hợp và DNA virus. Như một bằng chứng ý tưởng, chúng tôi chứng minh việc phát hiện adenovirus với bốn loại adenovirus khác nhau liên quan đến các nhiễm trùng hô hấp bằng định dạng VFM dựa trên giấy. Phép thử được trình bày đã được xác thực với các loại adenovirus đã chọn bằng cách sử dụng chất cảm biến nội bộ, cho phép phát hiện ở mức 1 ng vật liệu đầu vào với %CV trong và giữa các phép thử lần lượt là ≤ 9% và ≤ 13%. Cuối cùng, chúng tôi xác thực phương pháp tổng thể của mình bằng cách sử dụng mẫu lâm sàng. Dựa trên kết quả, sự kết hợp giữa khuếch đại polymerase tái tổ hợp, phân tích microarray giấy, và phát hiện màu dựa trên hạt nano có thể là một chiến lược hữu ích cho chẩn đoán virus đa dạng nhanh chóng và tiết kiệm.
Từ khóa
#adenovirus #khuếch đại polymerase tái tổ hợp #microarray giấy #phát hiện màu #virus hô hấpTài liệu tham khảo
Rhedin S, Lindstrand A, Hjelmgren A, Ryd-Rinder M, Ohrmalm L, Tolfvenstam T, et al. Respiratory viruses associated with community-acquired pneumonia in children: matched case-control study. Thorax. 2015;70(9):847–53.
Pavia AT. Viral infections of the lower respiratory tract: old viruses, new viruses, and the role of diagnosis. Clin Infect Dis. 2011;52(Suppl 4):S284–9.
Liu L, Oza S, Hogan D, Perin J, Rudan I, Lawn JE, et al. Global, regional, and national causes of child mortality in 2000-13, with projections to inform post-2015 priorities: an updated systematic analysis. Lancet 2015;385(9966):430–440.
Tregoning JS, Schwarze J. Respiratory viral infections in infants: causes, clinical symptoms, virology, and immunology. Clin Microbiol Rev. 2010;23(1):74–98.
Thornton HV, Hay AD, Redmond NM, Turnbull SL, Christensen H, Peters TJ, et al. Throat swabs in children with respiratory tract infection: associations with clinical presentation and potential targets for point-of-care testing. Fam Pract. 2017;34(4):407–15.
Lim YW, Steinhoff M, Girosi F, Holtzman D, Campbell H, Boer R, et al. Reducing the global burden of acute lower respiratory infections in children: the contribution of new diagnostics. Nature. 2006;444(Suppl 1):9–18.
Mahony JB, Petrich A, Smieja M. Molecular diagnosis of respiratory virus infections. Crit Rev Clin Lab Sci. 2011;48(5–6):217–49.
Rhedin S, Lindstrand A, Rotzen-Ostlund M, Tolfvenstam T, Ohrmalm L, Rinder MR, et al. Clinical utility of PCR for common viruses in acute respiratory illness. Pediatrics. 2014;133(3):e538–45.
Olofsson S, Brittain-Long R, Andersson LM, Westin J, Lindh M. PCR for detection of respiratory viruses: seasonal variations of virus infections. Expert Rev Anti-Infect Ther. 2011;9(8):615–26.
Zumla A, Al-Tawfiq JA, Enne VI, Kidd M, Drosten C, Breuer J, et al. Rapid point of care diagnostic tests for viral and bacterial respiratory tract infections--needs, advances, and future prospects. Lancet Infect Dis. 2014;14(11):1123–35.
Caliendo AM, Gilbert DN, Ginocchio CC, Hanson KE, May L, Quinn TC, et al. Better tests, better care: improved diagnostics for infectious diseases. Clin Infect Dis. 2013;57(Suppl 3):S139–70.
Quinn AD, Dixon D, Meenan BJ. Barriers to hospital-based clinical adoption of point-of-care testing (POCT): a systematic narrative review. Crit Rev Clin Lab Sci. 2016;53(1):1–12.
Zarei M. Portable biosensing devices for point-of-care diagnostics: recent developments and applications. TrAC Trends Anal Chem. 2017;91:26–41.
Craw P, Balachandran W. Isothermal nucleic acid amplification technologies for point-of-care diagnostics: a critical review. Lab Chip. 2012;12(14):2469–86.
de Paz HD, Brotons P, Munoz-Almagro C. Molecular isothermal techniques for combating infectious diseases: towards low-cost point-of-care diagnostics. Expert Rev Mol Diagn. 2014;14(7):827–43.
Daher RK, Stewart G, Boissinot M, Bergeron MG. Recombinase polymerase amplification for diagnostic applications. Clin Chem. 2016;62(7):947–58.
James A, Macdonald J. Recombinase polymerase amplification: emergence as a critical molecular technology for rapid, low-resource diagnostics. Expert Rev Mol Diagn. 2015;15(11):1475–89.
Maffert P, Reverchon S, Nasser W, Rozand C, Abaibou H. New nucleic acid testing devices to diagnose infectious diseases in resource-limited settings. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2017;36(10):1717–31.
Rodriguez NM, Linnes JC, Fan A, Ellenson CK, Pollock NR, Klapperich CM. Paper-based RNA extraction, in situ isothermal amplification, and lateral flow detection for low-cost, rapid diagnosis of influenza A (H1N1) from clinical specimens. Anal Chem. 2015;87(15):7872–9.
Posthuma-Trumpie GA, Korf J, van Amerongen A. Lateral flow (immuno)assay: its strengths, weaknesses, opportunities and threats. A literature survey. Anal Bioanal Chem. 2009;393(2):569–82.
Mohd Hanafiah K, Arifin N, Bustami Y, Noordin R, Garcia M, Anderson D. Development of multiplexed infectious disease lateral flow assays: challenges and opportunities. Diagnostics (Basel). 2017;7(3).
Miller MB, Tang YW. Basic concepts of microarrays and potential applications in clinical microbiology. Clin Microbiol Rev. 2009;22(4):611–33.
Martinez MA, Soto-Del Rio Mde L, Gutierrez RM, Chiu CY, Greninger AL, Contreras JF, et al. DNA microarray for detection of gastrointestinal viruses. J Clin Microbiol. 2015;53(1):136–45.
Vora GJ, Meador CE, Stenger DA, Andreadis JD. Nucleic acid amplification strategies for DNA microarray-based pathogen detection. Appl Environ Microbiol. 2004;70(5):3047–54.
Steger D, Berry D, Haider S, Horn M, Wagner M, Stocker R, et al. Systematic spatial bias in DNA microarray hybridization is caused by probe spot position-dependent variability in lateral diffusion. PLoS One. 2011;6(8):e23727.
A. van Amerongen JV, H.A. Arends and M. Koets. Handbook of Immunoassay Technologies. 1 ed. Luong SKVaJHT, editor: Academic Press; 2018. 496 p.
Chinnasamy T, Segerink LI, Nystrand M, Gantelius J, Andersson SH. Point-of-care vertical flow allergen microarray assay: proof of concept. Clin Chem. 2014;60(9):1209–16.
Vella SJ, Beattie P, Cademartiri R, Laromaine A, Martinez AW, Phillips ST, et al. Measuring markers of liver function using a micropatterned paper device designed for blood from a fingerstick. Anal Chem. 2012;84(6):2883–91.
Quesada-Gonzalez D, Merkoci A. Nanoparticle-based lateral flow biosensors. Biosens Bioelectron. 2015;73:47–63.
Dias JT, Svedberg G, Nystrand M, Andersson-Svahn H, Gantelius J. Rapid nanoprobe signal enhancement by in situ gold nanoparticle synthesis. J Vis Exp. 2018;133.
Cordeiro M, Ferreira Carlos F, Pedrosa P, Lopez A, Baptista PV. Gold nanoparticles for diagnostics: advances towards points of care. Diagnostics (Basel). 2016;6(4).
Heim A, Ebnet C, Harste G, Pring-Akerblom P. Rapid and quantitative detection of human adenovirus DNA by real-time PCR. J Med Virol. 2003;70(2):228–39.
Tiveljung-Lindell A, Rotzen-Ostlund M, Gupta S, Ullstrand R, Grillner L, Zweygberg-Wirgart B, et al. Development and implementation of a molecular diagnostic platform for daily rapid detection of 15 respiratory viruses. J Med Virol. 2009;81(1):167–75.
Ghebremedhin B. Human adenovirus: viral pathogen with increasing importance. Eur J Microbiol Immunol (Bp). 2014;4(1):26–33.
Crannell ZA, Rohrman B, Richards-Kortum R. Equipment-free incubation of recombinase polymerase amplification reactions using body heat. PLoS One. 2014;9(11):e112146.