Optical detection of infectious SARS-CoV-2 virions by counting spikes

Nanoscale. 2024. Vol. 16. No. 26. P. 12424–12430.

Kudryavtsev D., Mozhaeva V., Ivanov I., Siniavin A., Kalmykov A., Gritchenko A., Khlebtsov B., Wang S., Kang B., Tsetlin V., Balykin V., Мелентьев П. Н.

Существующие методы массового обнаружения вирусов ограничиваются регистрацией небольших количеств вирусного генома или специфических белковых маркеров. Несмотря на высокую чувствительность, применяемые методы не позволяют различать вирулентные вирусные частицы и неинфекционные вирусные частицы. Мы сообщаем о подходе к решению этой давней проблемы на примере вируса SARS-CoV-2. Мы показываем, что широкопольная оптическая микроскопия с использованием современных мезоскопических флуоресцентных меток, образованных плазмонной наночастицей с ядром-оболочкой, в которой молекулы флуоресцентного красителя в ядре-оболочке находятся в состоянии оптически сильной связи с плазмонной наночастицей, не только быстро, т. е. менее чем за 20 минут после взятия пробы, обнаруживает вирионы SARS-CoV-2 непосредственно в образце пациента без этапа предварительного концентрирования, но также может различать инфекционные и неинфекционные штаммы вируса, подсчитывая шипы на липидной оболочке отдельных вирусных частиц.

Ключевые слова: нанофотоника, nanophotonics, SARS-CoV-2, SARS-CoV-2, strong optical coupling, сильная оптическая связь