Draagbaar apparaat detecteert virus in enkele minuten
Spin off bedrijf UT ontwikkelt spectaculair snelle virusdetector
Binnen enkele minuten detecteren of iemand besmet is met een virus.
Dat is nu mogelijk met behulp van een nieuwe ultragevoelige detector,
ontwikkeld door Ostendum, een spin-off bedrijf van de Universiteit
Twente. Het bedrijf heeft zojuist het eerste prototype voltooid en
verwacht een eerste versie van de detector eind 2010 op de markt te
brengen. De detector meet niet alleen vele malen sneller dan de
gebruikelijke technieken; het apparaat is ook draagbaar, en daardoor
overal inzetbaar. Aurel Ymeti (R&D directeur), Alma Dudia (Senior
Onderzoeker) en Paul Nederkoorn (CEO) van Ostendum, geven aan dat ze
als ze het juiste antilichaam voor de Mexicaanse Griep tot hun
beschikking zouden hebben, ze met hun apparaat het virus binnen vijf
minuten kunnen aantonen. Het apparaat kan overigens niet alleen
virussen detecteren, maar ook bacteriën, eiwitten en DNA-moleculen.
Met de uitbraak van de Mexicaanse Griep is de vraag naar een
detectiemethode die snel en eenvoudig kan controleren of iemand besmet
is met een virus, weer uiterst actueel. Om verdere verspreiding van
het virus te voorkomen, wil je namelijk zo snel mogelijk kunnen
bepalen of iemand besmet is of niet. Met de beschikbare methoden duurt
het echter enkele uren tot dagen voor er uitsluitsel is. Bovendien heb
je voor de meting een laboratorium en getraind personeel nodig.
Onderzoekers van Ostendum, een spin-off bedrijf van de Universiteit
Twente, hebben een draagbaar apparaat ontwikkeld dat binnen vijf
minuten kan aantonen of iemand besmet is met een specifiek virus of
niet. Overigens kan het systeem niet alleen virussen detecteren, maar
ook specifieke bacteriën, eiwitten en DNA-moleculen. Een verhoogde of
verlaagde concentratie hiervan in iemands speeksel of bloed kan een
aanwijzing zijn dat iemand een bepaalde ziekte onder de leden heeft.
Het enige dat de detectiemethode van Ostendum vereist, is een
speeksel- of bloedmonster van de te testen persoon en de
beschikbaarheid van een specifieke receptor (een biologische stof die
bindt met een specifiek micro-organisme of een biologische stof). In
het geval van een virus moet er bijvoorbeeld een specifiek antilichaam
voor dat virus beschikbaar zijn.
Prototype
In 2007 toonde Ymeti tijdens zijn promotieonderzoek al aan dat het
principe van de detector werkt, toen nog met een redelijk omvangrijke
laboratoriumopstelling. Daarna is in 2008 het bedrijf Ostendum
opgezet, om het principe door te ontwikkelen tot een marktklaar
product.
Deze week heeft het bedrijf het eerste prototype van het apparaat
voltooid. Momenteel werkt het aan twee andere prototypes. De drie
prototypes worden in samenwerking met het Laboratorium Microbiologie
Twente Achterhoek en de Zwanenberg Food Group, in de praktijk getest.
Afhankelijk van de resultaten van de testfase zal Ostendum vervolgens
het ontwerp van het apparaat verder verbeteren. Eind 2010 verwacht
Ostendum een eerste apparaat gereed te hebben dat op de markt gebracht
kan worden.
Werking
Het apparaat bestaat uit twee onderdelen: een lab-on-a-chip-systeem en
een draagbare detector. Een lab-on-a-chip is een miniatuurlaboratorium
ter grootte van een chip. De chip bevat kleine vloeistofkanalen die
zijn gecoat met receptoren. Een bloed- of speekselmonster wordt naar
de kanaaltjes van de chip getransporteerd met behulp van een fluïdisch
systeem. Stoffen uit het speeksel of het bloed kunnen vervolgens
binden aan de receptoren die op de chip aanwezig zijn. Licht,
afkomstig van een laser, wordt door de kanalen gestuurd. Als er een
stof gebonden is aan de receptoren in één van de kanaaltjes, verandert
dat de gang van het licht. Deze verandering komt tot uiting in het
interferentiepatroon en is een vingerafdruk van bijvoorbeeld de
aanwezige virussen of zogenaamde biomarkers. De methode is extreem
gevoelig. Zo is het al mogelijk om de binding van één enkel
virusdeeltje te meten.
Ostendum's sensor device_3D schematic_NL.jpg
Schematische weergave van de sensor: licht van een laser wordt
aangeboden op een golfgeleiderstructuur (chip) waarop zich meerdere
meet- en referentiekanalen bevinden. Ieder meetkanaal is tevoren van
een bepaald type antilichaam voorzien dat specifiek is voor één
bepaald (type) micro-organisme. Via een micro-fluïdisch systeem (niet
getoond op bovenstaande afbeelding) dat in verbinding staat met de
meet- en referentiekanalen op de chip komt de vloeistof van een
monster in een bepaald kanaal op de chip. Wanneer een micro-organisme,
zoals een virus dat in het te onderzoeken monster aanwezig is, bindt
aan het voor zo'n micro-organisme specifieke antilichaam op de chip
dan verandert het interferentiepatroon van het licht, hetgeen met een
CCD camera wordt geregistreerd. Een nauwkeurige analyse van de
verandering in het interferentiepatroon geeft tevens informatie over
de hoeveelheid ( virus-) deeltjes die specifiek zijn gebonden in een
bepaald kanaal op de chip, zodat de concentratie van een
micro-organisme in een monster nauwkeurig kan worden vastgesteld. De
methode is snel en eenvoudig en toch zeer gevoelig.
afbeelding detector afbeelding detector
Universiteit Twente