Microfluidica centrifuga per la quantificazione rapida di analiti bersaglio in bioaerosol dispersi in aria

Lo studio affronta una problematica critica nella sanità pubblica e nella medicina preventiva: l'identificazione rapida e affidabile di bioaerosol potenzialmente patogeni negli ambienti esposti. I bioaerosol rappresentano una classe eterogenea di particelle aerodisperse che possono essere benigne, contenere allergeni irritanti o veicolare patogeni umani. La metodologia sviluppata si basa sul sandwich ELISA, considerato il gold standard per la rilevazione accurata e sensibile di proteine, batteri e virus, grazie al riconoscimento del bersaglio mediante due elementi di bioriconoscimento (BREs) che eliminano efficacemente i falsi positivi. Il dispositivo microfluidico centrifugo rappresenta un avanzamento significativo rispetto ai metodi convenzionali perché automatizza completamente i passaggi multipli dell'ELISA, superando i vincoli dei processi manuali laboriosi. L'architettura del dispositivo sfrutta meccanismi di valvole passive basate su forze capillari e sifone, eliminando la necessità di componenti attivi complessi. Gli investigatori hanno caratterizzato sistematicamente parametri chiave per minimizzare i tempi operativi: i meccanismi delle valvole sifone, i tempi di co-incubazione dell'HSA con anticorpi di cattura e anticorpi di rilevazione coniugati con streptavidina-perossidasi di rafano (strep-HRP), e i tempi di incubazione della tetrametilbenzidina con strep-HRP per la rilevazione amperometrica elettrochimica. Il dispositivo completo quantifica le concentrazioni di HSA in appena 15 minuti con un volume minimo di campione di soli 12,5 µL, rappresentando una riduzione drammatica sia dei tempi che dei volumi rispetto agli ELISA convenzionali. La validazione è stata condotta su campioni reali di bioaerosol, dimostrando concordanza con i risultati ottenuti mediante ELISA su piastre standard. Questo approccio ha implicazioni significative per la sorveglianza ambientale, il monitoraggio della qualità dell'aria in ambienti critici, e la risposta rapida a potenziali minacce biologiche. Nel contesto della letteratura esistente, il lavoro rappresenta un progresso nell'integrazione della tecnologia microfluidica con metodi immunologici consolidati, affrontando il gap tra l'accuratezza diagnostica e la praticabilità point-of-care.