Rapid point-of-care detection of Trichomonas Vaginalis

快速即时检测阴道毛滴虫

基本信息

  • 批准号:
    10699836
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.57万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-04-07 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary The goal of this project is to demonstrate feasibility of a system for the point-of-care (POC) detection of Trichomonas vaginalis (TV) in human vaginal swab samples that integrates our patented detector of pathogens based on identification of species-specific, nucleic acid (NA) sequences. The detector relies on a novel electromechanical signal transduction mechanism that enables the low-cost, optics-free and amplification-free (e.g., no PCR) detection of DNA/RNA at ultralow concentration (~10-19 M). A compelling need persists for rapid (minutes), cost effective, POC NA detection devices for infectious disease diagnostics so as to facilitate prompt, well-informed therapies and counseling and to avoid potentially harmful actions including the inappropriate prescription of antibiotics. In earlier work, we demonstrated the detection of Neisseria gonorrhoeae (NG) with sensitivity of ~98% and specificity of ~100%. Trichomoniasis, the most common curable, sexually transmitted disease in the US, is often tested for in parallel with NG and Chlamydia trachomatis (CT) infections and is therefore a logical target for us to address. A key feature of the patented detector is the use of peptide nucleic acid (PNA) capture probes, which are uncharged polyamide analogs to NAs that share the same base chemistry. Since bead-PNA conjugates are designed to be charge neutral, they do not exhibit electrophoretic movement in the presence of a DC electric field. However, the substantial negative charge acquired upon capture of a target NA sequence makes the hybridized conjugate mobile. Electrophoresis of the bead-PNA conjugate with hybridized target NA to the mouth of a smaller diameter glass pore causes a significant increase in pore resistance, thereby resulting in a strong, sustained drop in measured ionic current. Nonspecifically bound NA is removed from the bead conjugate in the strong electric field at the pore mouth resulting in no sustained signal. Further, the opposing electroosmotic flow through the glass pore sweeps PNA-bead conjugates without hybridized target away from the pore mouth. In such a way, this simple conductometric device gives a highly selective (no observed false positives), binary response signaling the presence or absence of the target NA (and associated pathogen). This project focuses on two Aims: 1) Demonstration of the detection of TV in remnant vaginal swab samples from the UCLA Clinical Microbiology Laboratory with competitively high sensitivity (≥95%) and specificity (≥95%) and 2) Development and feasibility testing of key steps in an integrated and robust laboratory prototype device for rapid (<5 mins) pathogen detection based on the relatively inexpensive lateral flow assay (LFA) format. Successful achievement of these Aims will result in a device concept ready for manufacturable prototype development that is capable of NG and TV testing with competitive accuracy and likely with significant advantages of cost, rapidity, power and robustness. Further research and development work is envisioned to expand sampling capabilities to other pathogens, including CT, and to other complex sample media including blood and sputum.
项目概要 该项目的目标是证明用于即时护理 (POC) 检测系统的可行性 人类阴道拭子样本中的阴道毛滴虫 (TV),集成了我们获得专利的病原体检测器 该检测器基于物种特异性核酸 (NA) 序列的识别。 机电信号转导机制,实现低成本、无光学、无放大 (例如,无 PCR)超低浓度 (~10-19 M) 的 DNA/RNA 检测仍然存在迫切的需求。 (分钟)、具有成本效益的 POC NA 检测设备,用于传染病诊断,以便于及时、 知情的治疗和咨询,并避免潜在的有害行为,包括不适当的行为 在早期的工作中,我们证明了淋病奈瑟菌(NG)的检测。 敏感性约为 98%,特异性约为 100%,滴虫病是最常见的可治愈性传播疾病。 在美国,这种疾病通常与 NG 和沙眼衣原体 (CT) 感染同时进行检测,并且 因此,我们要解决的一个合理目标是专利检测器的一个关键特征是使用肽核酸。 酸 (PNA) 捕获探针,它们是不带电荷的聚酰胺类似物,与具有相同碱基化学性质的 NA 类似。 由于珠子-PNA 缀合物被设计为电荷中性,因此它们在 然而,在捕获目标时会产生大量负电荷。 NA 序列使珠子-PNA 缀合物的杂交缀合物可移动。 杂交目标NA到直径较小的玻璃孔口导致孔显着增加 电阻,从而导致测量的离子电流强烈、持续地下降。 在孔口处的强电场中,从珠子缀合物上去除,导致没有持续信号。 此外,通过玻璃孔的相反电渗流扫过 PNA-珠缀合物,而无需 通过这种方式,这种简单的电导装置可提供高度的杂化目标。 选择性(未观察到假阳性)、二元响应,表明目标 NA 存在或不存在(以及 相关病原体)。该项目重点关注两个目标:1)演示残留物中电视的检测。 阴道拭子样本来自加州大学洛杉矶分校临床微生物学实验室,具有竞争性的高灵敏度 (≥95%) 和特异性 (≥95%) 和 2) 集成和稳健的关键步骤的开发和可行性测试 基于相对便宜的横向快速(<5 分钟)病原体检测的实验室原型设备 成功实现这些目标将产生可供使用的设备概念。 可制造的原型开发能够以具有竞争力的精度进行 NG 和 TV 测试 具有成本、速度、功率和稳健性的显着优势,进一步的研究和开发工作正在进行中。 设想将采样能力扩展到其他病原体(包括 CT)和其他复杂样本介质 包括血液和痰。

项目成果

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专著数量(0)
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