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Einer der größten Vorteile elektrochemischer Biosensoren ist ihre schnelle Testmöglichkeit. Die Ergebnisse liegen innerhalb von Minuten vor und nicht erst nach Stunden oder Tagen wie bei anderen herkömmlichen Verfahren. Wenn man tagelang auf Ergebnisse wartet, kann dies zu einer weiteren Verbreitung der Viren in der Bevölkerung oder sogar zum Tod führen, wenn keine angemessene Behandlung erfolgt. Eine zukünftige Reaktion ist entscheidend, um die Ausbreitung der Krankheit zu stoppen und das Leben zu retten.
With significant global viral outbreaks becoming the norm rather than generational outliers, it is imperative that fast, sensitive, and cost-effective testing is available to the masses. It is only by a concerted effort of testing and tracing that viral outbreaks can be effectively controlled before becoming global pandemics.
Screen-printed electrodes (SPEs) allow rapid, widespread testing of populations for infectious disease, without the need of skilled personnel or burdensome equipment in the field. The possibility of point-of-care (POC) testing with SPEs has been exhibited in several recent studies. Metrohm DropSens, a manufacturer of SPEs as well as their compact measuring devices, is the right partner for virology research projects—big and small. With a high production capability, combined with a valid ISO 13485 certification «Manufacturing of sensors for medical devices», this means testing procedures developed on DropSens SPEs can be reliably scaled up for larger operations, with easier approval by the Food and Drug Administration (FDA). As the leading brand in the market for this printing technology, Metrohm DropSens can design custom-made SPEs and offers the expertise and exceptional customer support needed for complicated projects at scale.
White Paper: Virus detection: Fast, sensitive, and cost-effective with electrochemical testing
Virusausbrüche und menschliche Gesundheit
Anders als die meisten Bakterien verursachen die meisten Viren Krankheiten. Viren können jedoch nicht ohne Wirt überleben und verbreiten sich daher leicht, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten. Während bakterielle Infektionen mit einer Reihe von Antibiotika bekämpft werden können, sind für Viren spezielle Impfstoffe erforderlich, deren Herstellung äußerst schwierig sein kann.
Mehrere Virusausbrüche haben weltweit Aufmerksamkeit erregt und den Ruf nach schnelleren, leichter zugänglichen Tests laut werden lassen, darunter Ebola, das Vogelgrippevirus (H5N1, H1N1 und andere), Hepatitis, Malaria, Noroviren, Denguefieber, Adenovirus, SARS (Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom), HIV (Humanes Immundefizienz-Virus) und sogar HPV (Humanes Papillomavirus). Während einige davon in der Lage sind, ihre menschlichen Wirte in relativ kurzer Zeit zu töten, können andere Jahrzehnte überdauern.
Eine Gemeinsamkeit zwischen diesen Krankheiten ist, dass sie alle erfolgreich mit individuell angefertigten Einweg-SPEs von Metrohm DropSens getestet wurden.
Besuchen Sie die Metrohm DropSens-Website
Die weltweite Pandemie des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), besser bekannt als „COVID-19“, beherrscht seit mehreren Monaten die Schlagzeilen. Die Reaktion der einzelnen Länder war unterschiedlich: von der Taktik, Normalität zu fördern, um eine schnellere Herdenimmunität zu erreichen, bis hin zu extrem strengen Quarantänemaßnahmen, insbesondere für ältere Menschen, und der Schließung von Grenzen und nicht lebenswichtigen Industrien. Der wirksamste Weg, die Ausbreitung von Viren aufzuspüren und einzudämmen, sind jedoch umfassende Tests.
Allgemeine Virustestmethoden und ihre Nachteile
Die Wichtigkeit von Untersuchungstests auf das Vorhandensein schädlicher Viren in der Bevölkerung kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Um die Ausbreitung besonders übertragbarer Krankheiten zu stoppen, müssen die Tests genau, zuverlässig, zeitnah, erschwinglich und natürlich allgemein verfügbar sein.
Virustests können mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden, darunter Virusisolationskulturen, Enzymimmunoassays (ELISA) und andere molekulare Methoden wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und die reverse Transkription der Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR).
Hohe Kosten schränken die Erschwinglichkeit und allgemeine Verfügbarkeit für die Bevölkerung ein, insbesondere für ärmere Gemeinden. Komplizierte Analyseverfahren erfordern geschultes Fachpersonal, Spezialchemikalien und sperrige Instrumente, die nicht in allen Bereichen verfügbar sind. Hinzu kommt, dass man sich eine längere Wartezeit zwischen Test und Ergebnis oft nicht leisten kann - manchmal beträgt sie mehrere Tage, was den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten kann.
Vorteile der elektrochemischen Prüfung
In jüngster Zeit wurden von Organisationen wie der WHO, Initiativen für diagnostische Testverfahren ins Leben gerufen, um schnellere, genauere und erschwinglichere Tests zu entwickeln – vor allem in ressourcenarmen Gebieten. Aus diesem Grund wurden elektrochemisches Testverfahren auf siebgedruckten Einwegelektroden entwickelt, die ein großes Potenzial für schnelle, erschwingliche und präzise Tests direkt am Ort des Geschehens bieten.
Klicken Sie auf die folgenden Themen, um mehr über die Vorteile von SPEs in diesem Bereich zu erfahren.
Spezifische elektrochemische Nachweisverfahren (z. B. voltammetrische oder amperometrische Analyse) ermöglichen bereits den Nachweis niedrigerer Analytkonzentrationen. Die hohe Adsorptionsfähigkeit von Arbeitselektroden auf Kohlenstoffbasis, an denen bestimmte Erkennungselemente angebracht sind, spielt eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Empfindlichkeit. Um die Nachweisgrenze weiter zu senken, wird üblicherweise eine Signalverstärkung durch chemische oder elektrochemische katalytische Reaktionen eingesetzt.
Die kompakte Größe des Messgeräts, ganz zu schweigen von den SPEs selbst, bedeutet vollständige Portabilität für Tests unterwegs. Geben Sie einfach eine kleine Probenmenge auf die Elektrode, setzen Sie diese in das Messgerät ein und erhalten Sie innerhalb von Minuten Ergebnisse über die virale Belastung.
Die niedrigen Kosten pro Test sind ein großer Vorteil bei der Verwendung von siebgedruckten Elektroden für virologische Studien. Jede SPE ist so konzipiert, dass sie nach einmaligem Gebrauch entsorgt werden kann, so dass für jede Probe ein neues Substrat zur Verfügung steht. Die Erschwinglichkeit und Portabilität der SPEs und ihrer Messgeräte macht diese Technik für wirtschaftlich schwache Gebiete oder Regionen ohne eine Fülle von spezialisierten Testeinrichtungen sehr viel attraktiver.
Metrohm DropSens ist nach ISO 13485 „Herstellung von Sensoren für medizinische Geräte“ zertifiziert. Diese Zertifizierung ermöglicht einen einfacheren Weg für die behördlichen Zulassung (z.B. durch die FDA) und führt zu einer schnelleren Kommerzialisierung von validierten Tests, die mit diesen Produkten im medizinischen Bereich entwickelt wurden.
Auswahl an siebgedruckten Elektroden, hergestellt von Metrohm DropSens.
Metrohm DropSens verfügt über die Technologie, um siebgedruckte Elektroden nach den individuellen Bedürfnissen der Kunden zu entwickeln. Die Konfiguration und die Abmessungen der Elektroden werden an deren spezifische Anforderungen angepasst.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Blogbeitrag „Die Entwicklung Ihres elektrochemischen Traum-Sensors“.
Die umfangreichen Produktionskapazitäten von Metrohm DropSens garantieren eine vertrauenswürdige, zuverlässige Quelle für die Massenproduktion von SPEs, die für Virustests geeignet sind. Mit einer jahrzehntelangen elektrochemischen Expertise, einem weltweiten Vertriebsnetz und einem erstklassigen Kundensupport ist die breite Kommerzialisierung der mit diesen Produkten entwickelten Tests kein Problem.
Zusammenfassung
Point-of-Care-Tests mit siebgedruckten Elektroden ermöglichen eine schnelle, flächendeckende Untersuchung von Bevölkerungsgruppen auf Virusausbrüche zu geringen Kosten und ohne die Notwendigkeit von qualifizierten Analytikern oder komplizierten Messgeräten. Schnelle Ergebnisse bedeuten kürzere Reaktionszeiten – für eine rasche Behandlung, aber auch für die Verfolgung der Ausbreitung der Ansteckung und die Entwicklung einer konzertierten Reaktion, bevor die Situation außer Kontrolle gerät.
Die Portabilität und die Einfachheit der Anwendung ermöglichen schnelle Tests mit siebgedruckten Elektroden in allen Situationen, nicht nur örtlich entfernt in spezialisierten Labors mit geschultem Personal. Da es möglich ist, SPEs anzupassen, können sie modifiziert und so hergestellt werden, dass diese den Bedürfnissen aller Arten von Forschungsgruppen gerecht werden.
Die SPEs von Metrohm DropSens sind nach ISO 13485 zertifiziert, was bedeutet, dass die mit diesen Produkten entwickelten Testverfahren in kürzerer Zeit von der FDA zugelassen und auf den Markt gebracht werden können. Die Großserienfertigung von Metrohm DropSens garantiert eine stabile kommerzielle Quelle für kundenspezifische SPEs und deren Messgeräte in jeder Auftragsgröße - ob groß oder klein.
Metrohm DropSens: a complete solution provider
As a market leader in manufacturing reliable screen-printed electrodes as well as their measuring devices, Metrohm DropSens is the ideal partner for virology studies based on electrochemical testing, as well as for other research involving SPEs.
For more information, visit the Metrohm DropSens website below to have an overview of our products, capabilities, and additional peer-reviewed scientific literature featuring these electrodes and measuring devices.
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