迅速なHIV検出のためのバイオセンサープラットフォーム

Biosensor platforms for rapid HIV detection.

• Sarthak Nandi
• Ayusi Mondal
• Akanksha Roberts
• Sonu Gandhi

抄録

ヒト免疫不全ウイルス（HIV）は、レンチウイルス（レトロウイルスのサブグループ）の一種であり、後天性免疫不全症候群（AIDS）の原因となります。この病態は免疫系を破壊し、日和見感染症や癌、その他の生命を脅かす病気を増殖させます。HIVを検出するために、酵素結合免疫測定法（ELISA）、間接免疫測定法、ライン免疫測定法、ウェスタンブロッティング法、ラジオ免疫沈降法、核酸増幅法（NAAT）などの多くの分析ツールが開発されてきましたが、最近のナノセンサー技術の発展により、新たな診断アプローチとしての使用が促されています。ナノセンサーは、酵素、免疫成分、細胞、組織などの生化学反応を利用して、粒子の挙動や特性に関する分析情報を提供します。これらの反応は、ナノからマイクロスケールの技術を用いて、電気的、熱的、光学的などの解読可能な信号に変換されます。ナノセンサーは、HIVの定量的および定性的な検出が可能で、非常に特異性と感度が高く、迅速な再現性のある結果を提供します。ナノセンサー技術は、母子感染時の乳児感染、潜伏HIVプールを追跡し、抗HIV療法を監視することができます。この章では、HIVの検出における電気化学、光学、圧電、SERSベースのラテラルフローアッセイ、マイクロ流路ベースのバイオセンサーを含むナノセンサー分析をレビューします。また、異なるバイオレコグニッションエレメント（アプタマー、抗体、オリゴヌクレオチド）と組み合わせた他の技術についても議論する。

Human immunodeficiency virus (HIV), a type of lentivirus (a subgroup of retrovirus), causes acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). This pathophysiologic state destroys the immune system allowing opportunistic infections, cancer and other life-threatening diseases to thrive. Although many analytic tools including enzyme-linked immunoassay (ELISA), indirect and line immunoassay, Western blotting, radio-immunoprecipitation, nucleic acid amplification testing (NAAT) have been developed to detect HIV, recent developments in nanosensor technology have prompted its use as a novel diagnostic approach. Nanosensors provide analytical information about behavior and characteristics of particles by using biochemical reactions mediated by enzymes, immune components, cells and tissues. These reactions are transformed into decipherable signals, i.e., electrical, thermal, optical, using nano to micro scale technology. Nanosensors are capable of both quantitative and qualitative detection of HIV, are highly specific and sensitive and provide rapid reproducible results. Nanosensor technology can trace infant infection during mother-to-child transmission, the latent HIV pool and monitor anti-HIV therapy. In this chapter, we review nanosensor analytics including electrochemical, optical, piezoelectric, SERS-based lateral flow assay, microfluidic channel-based biosensors in the detection of HIV. Other techniques in combination with different biorecognition elements (aptamers, antibodies, oligonucleotides) are also discussed.

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