פיתוח תרופות וחיסונים אנטי-ויראליים דורש מחקר מקרוב של הנגיפים הגורמים למחלה. אבל איך אפשר לבודד את החיידקים הקטנים האלה מדגימות ביולוגיות מורכבות כמו רוק? חוקרים ב ACS Nano לתאר פלטפורמה המשתמשת בגלי קול כפינצטה אקוסטית כדי למיין וירוסים מתרכובות אחרות בנוזל. בהדגמות השיטה מפרידה במהירות ובדייקנות וירוסים מחלקיקים גדולים וקטנים בדגימות רוק אנושיות.
בידוד, זיהוי ורצף גנטי של וירוס מספק מידע חשוב למדענים על האופן שבו הוא גורם למחלה וכיצד לפתח תרופות אפקטיביות. שיטות נוכחיות להפרדת וירוסים מחלקיקים אחרים בדגימות ביולוגיות כוללות תהליכי אולטרה-צנטריפוגה ותרבות תאים שגוזלים זמן רב. כדי להאיץ ולפשט את התהליך, לוק לי וטוני ג'ון הואנג הסתכלו על אקוסטופלואידיקה: טכנולוגיה שמשתמשת בגלי קול כדי למיין חלקיקים לפי גודל בנוזל. הם בחרו בסוג מסוים של גל קול, הנקרא קרן Bessel, מכיוון שניתן לכוון אותו למיון חלקיקים בגודל ננו, וגלים מרובים נשארים ממוקדים היטב למרחקים ארוכים -; כמו זוג פינצטה.
פלטפורמת Bessel beam excitation separation technology (BEST) שפיתחו לי, הואנג ועמיתיו מורכבת משבב מלבני עם כניסת טעינת דגימות בקצה אחד ויציאות נפרדות של וירוסים ופסולת בקצה השני. שתי קרני Bessel אקוסטיות יושמו על פני השבב, בניצב לזרימת הדגימה. על ידי כוונון אורכי הגל של הקורות, המערכת מיינה חלקיקים בגדלים שונים:
- חלקיקים גדולים בקוטר של יותר מ-150 ננומטר (ננומטר) נלכדו על השבב.
- חלקיקים קטנים מ-50 ננומטר נותרו דרך מוצא הפסולת.
- וירוסים בגדלים בינוניים (50 עד 150 ננומטר) נאספו דרך מוצא הנגיף.
הצוות בדק את הפלטפורמה הטובה ביותר על דגימות רוק אנושיות עמוסות ב-SARS-CoV-2. הנוזל שנאסף ממוצא הנגיף של השבב הכיל 90% מחומר גנטי ויראלי, בעוד שהנוזל מיציאת הפסולת לא הכיל חומר גנטי ויראלי, מה שמראה שהפלטפורמה בודדה את הנגיף בהצלחה. החוקרים אישרו את התוצאות במיקרוסקופ אלקטרוני, ומצאו וירוסים רק בנוזל שנדגם ממוצא הנגיף. למרות ש- BEST עדיין לא יכולה להפריד חלקיקי פסולת מווירוסים שקטנים מ-50 ננומטר, כמו וירוסי פרבו, החוקרים פועלים להרחיב את טווח הטכנולוגיה כדי לאפשר את השימוש בה בפיתוח מטרות טיפוליות חדשות עבור מחלות ויראליות רבות.
