Detection of viral particles by using probe-gated silica nanoparticles

Bakım noktasında viral enfeksiyonların erken teşhisi, bulaşıcı hastalıkların kontrolünde kritik bir araç olarak kabul edilir. Ters transkripsiyon-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR), insan sağlığı için son derece önemli olan virüs tespiti için yaygın olarak kullanılan bir tespit metodolojisidir. Ancak RT-PCR birçok aşaması olan uzun bir prosedürdür. Gerekli vasıflı personel ve karmaşık enstrümantasyon, büyük ölçekli izleme çabalarında da zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasının amacı, doğrudan SARS-CoV-2 hastalarının burun ve boğazından alınan örneklerle çalışan hızlı bir tespit yöntemi geliştirmektir. Bu tezde geliştirilen yeni yöntem, konjuge tamamlayıcı tek zincirli bir oligonükleotid ile SARS-CoV-2 RNA numuneleri arasındaki hibridizasyon sırasında mezogözenekli MCM-41 tipi silika nanopartiküllerden (MSNP'ler) salınan floresana dayanmaktadır. Bu amaçla ilk olarak mezogözenekli MSNP'ler mikro yapıyı belirlemek için TEM, gözenek boyutunu ve yüzey alanını belirlemek için BET ve parçacık boyutunu belirlemek için DLS ile karakterize edilmiştir. Daha sonra MSNP'ler, floresein ile yüklendi ve nanoparçacıkların yüzeyinde hareketsiz hale getirilmiş spesifik gen dizileri probları ile kapatıldı. SARS-CoV-2 genomundan üç hedef bölge (NSP12, NSP9 ve Egene) seçildi ve sentetik oligonükleotitlerle test edildi. Test prototipi farklı pH ve sıcaklık koşullarında optimize edilmiştir. Son olarak, doğrulama için insan sürüntü örnekleri kullanıldı. Sonuç olarak, NSP9 geni ve E geni oligonükleotit MSNP'ler konjugatlarına kıyasla en iyi saptama verimini elde etmek için SARS-CoV-2'nin NSP12 gen tabanlı tespiti kullanıldı. Optimum hedef tespit süresi 15 dakika olarak belirlenmiştir. Bazik pH, prob kapılı MSNP'lerin yapısına zarar verdi. Hasta numuneleri kullanılarak yapılan deneylerde saptama sınırı, %84 doğrulukla 1,4 nispi floresan ünitesi (RFU)'dur. Sonuç olarak, bu tezde, doğrudan hasta sürüntü örneklerinden SARS-CoV-2'yi 15 dakikada tespit etmek için nükleik asit kapılı silika nanopartiküllere dayalı jenerik bir yöntem geliştirilmiştir. Bu nanoparçacık tabanlı yöntem, SARS-CoV-2 varyantları veya RNA virüsleri de dahil olmak üzere her türlü farklı virüs genomu için geliştirilebilir, çünkü daha hızlıdır, hassas tespit için umut vericidir, kullanımı kolaydır ve mevcut yöntemlerden daha ucuzdur.