Det tog sin tid, men till slut kom artikeln ut i alla fall; en artikel i Sensors and Actuators B – Chemical med titeln “Fångst av fluorescerande virus med silvernanotrådar”¹. Det här är ett arbete som pågått i flera år – artikeln har avvisats, nya mätningar har gjorts, och nu är den klar. Det känns rätt bra, trots att jag bara har en liten del i arbetet; det är min fru och Sebastian Maćkowski från Toruń som är drivkrafterna bakom forskningen.

Den här forskningen är en variant på det som på engelska kallas för “label free detection” – att kunna detektera ett virus eller protein, utan att behöva märka det med en kemisk etikett innan. Sådan märkning tar tid och är ofta komplicerad och gör detektionsmetoder dyrare och långsammare.

Här har vi² modifierat silvernanotrådar med antikroppar mot en viss typ av virus, i det här fallet en bakteriofag. Fager används för att de inte kan infektera människor och därmed är säkra att arbeta med som modell för farligare virus. Det virus som antikroppen passar till (i det här fallet bakteriofagen T7) binder till silvertrådarna, medan andra virus inte binds. Om man sedan tar ett virusprov och blandar det med silvertrådarna och ett färgämne (en s.k. flourofor) som gör att man kan se virusen med fluorescensmikroskop, låter blandningen mixas ett tag så kommer virusen som känns igen av antikropparna att binda till silvertrådarna medan andra virus simmar runt själva.

Själva detektionen går till så att man tar en droppe av virus-tråd-blandningen och låter den torka på en provyta. I ett mikroskop ser man var silvertrådarna är; de går att se i en vanligt transmissionsbild. Genom att undersöka fluorescensen kan man se var virusen är. Om man kombinerar bilderna kan man bedöma hur mycket virus som är bundet till silvertrådarna  och hur mycket som inte är det.

Schematisk bild av hur virusdetektionen går till.

Det listiga här är att fluorescensmikroskopi är en billig och snabb metod som finns tillgänglig i de flesta labb. Och genom att man blandar nanotrådarna med virusen så att de flyter runt tillsammans kan man få dem att väldigt effektivt fiska upp virusen. Det gör att man kan mäta även små mängder virus.

SEM bild av nanotråd med virus.

Jag vet inte om det här någonsin kommer att kunna utvecklas till en praktiskt användbar metod för virusdetektion – det kan kanske vara något för andra att bygga vidare på – men den här forskningen startade ur ett projekt att titta på hur plasmoner³ i silvernanotrådar kan förstärka fluorescens från molekyler i deras närhet. I det här fallet fungerade det inte så, för att avståndet mellan tråden och viruset är för långt – antikropparna som används för att binda virusen till trådarna är så stora att kopplingen mellan plasmonen och fluoroforen är för svag.

Det här är ett bra exempel på tvärvetenskaplig forskning där en grupp specialiserad på fluorescensens och plasmoner samarbetar med en grupp med fokus på kemisk modifiering av ytor för sensorer… och så jag som i det här fallet med deltog i diskussioner och spenderade massa timmar för att se virusen på silvertrådarna med elektronmikroskop.

1. J. Grzelak, K. Sulowska, A. Leśniewski, E. Roźniecka, M. Janczuk-Richter, Ł. Richter, M. Łoś, M. Jönsson-Niedziółka, S. Maćkowski, J. Niedziółka-Jönsson. Capturing fluorescing viruses with silver nanowires, Sensors Actuat. B – Chem., 273, 689–695 (2018).
2. Man brukar skriva vi… Egentligen menar jag forskarna i min frus grupp
3. Plasmoner är en kollektiv rörelse där elektroner i en metall oscillerar fram och tillbaka i ett elektriskt fält.