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On-Site Remote Monitoring System with NIR Signal-Based Detection of Infectious Disease Virus in Opaque Salivary Samples
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-02-14 , DOI: 10.1021/acssensors.2c02818 Suyeon Kim 1 , Soyoon Ryoo 2 , Eung-Kyu Park 3 , Sang-Ho Cha 2 , Hyeon Seung Song 3 , Kayoung Kim 4 , Joonseok Lee 1, 5
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-02-14 , DOI: 10.1021/acssensors.2c02818 Suyeon Kim 1 , Soyoon Ryoo 2 , Eung-Kyu Park 3 , Sang-Ho Cha 2 , Hyeon Seung Song 3 , Kayoung Kim 4 , Joonseok Lee 1, 5
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Infectious disease viruses, such as foot-and-mouth disease virus (FMDV), are highly contagious viruses that cause significant socioeconomic damage upon spreading. Developing an on-site diagnostic tool for early clinical detection and real-time surveillance of FMDV outbreaks is essential to prevent the further spread of the disease. However, early diagnosis of FMDV is still challenging due to the limited sensitivity and time-consuming manual result entry of commercial on-site tests for salivary samples. Here, we report a near-infrared (NIR) signal nanoprobe-based highly accurate detection and remote monitoring system toward FMDVs, which automates the analysis and reporting of diagnosis data. The NIR signal lateral flow immunoassay (LFA) was assembled with a nanoprobe with a stable emission intensity at 800 nm, minimizing the interference signal of opaque salivary samples. We investigated the clinical applicability of the NIR signal LFA at biosafety level 3 (BSL-3) laboratories using 147 opaque salivary samples. The NIR signal LFA achieved a 32-fold lower limit of detection (LOD) than a commercial LFA in detecting live FMDVs, including all isolates occurring in the Republic of Korea during 2010–2017. Our results showed that the NIR signal LFA successfully discriminated the FMDV-positive clinical salivary samples from healthy controls with a sensitivity of 96.9%, specificity of 100.0%, and AUC (area under the receiver operator characteristic curve) value of 0.999. Finally, we substantiated the real-time collection of diagnostic results using a customized portable NIR reader at nine different laboratories of government-certified quarantine institutions for foot-and-mouth disease (FMD).
中文翻译：
基于 NIR 信号检测不透明唾液样本中传染病病毒的现场远程监控系统
传染病病毒，例如口蹄疫病毒 (FMDV)，是具有高度传染性的病毒，在传播时会造成重大的社会经济损失。开发用于早期临床检测和实时监测 FMDV 爆发的现场诊断工具对于防止疾病的进一步传播至关重要。然而，由于唾液样本的商业现场测试的灵敏度有限且手动输入结果耗时，FMDV 的早期诊断仍然具有挑战性。在这里，我们报告了一种基于近红外 (NIR) 信号纳米探针的针对 FMDV 的高精度检测和远程监控系统，该系统可自动分析和报告诊断数据。NIR 信号横向流动免疫分析 (LFA) 与纳米探针组装在一起，在 800 nm 处具有稳定的发射强度，最大限度地减少不透明唾液样本的干扰信号。我们使用 147 个不透明唾液样本调查了 NIR 信号 LFA 在生物安全级别 3 (BSL-3) 实验室的临床适用性。NIR 信号 LFA 在检测活口蹄疫病毒（包括 2010-2017 年期间在韩国发生的所有分离株）时的检测下限 (LOD) 是商业 LFA 的 32 倍。我们的结果表明，NIR 信号 LFA 成功地区分了来自健康对照的 FMDV 阳性临床唾液样本，灵敏度为 96.9%，特异性为 100.0%，AUC（受试者工作特征曲线下面积）值为 0.999。最后，
更新日期：2023-02-14
中文翻译：
基于 NIR 信号检测不透明唾液样本中传染病病毒的现场远程监控系统
传染病病毒，例如口蹄疫病毒 (FMDV)，是具有高度传染性的病毒，在传播时会造成重大的社会经济损失。开发用于早期临床检测和实时监测 FMDV 爆发的现场诊断工具对于防止疾病的进一步传播至关重要。然而，由于唾液样本的商业现场测试的灵敏度有限且手动输入结果耗时，FMDV 的早期诊断仍然具有挑战性。在这里，我们报告了一种基于近红外 (NIR) 信号纳米探针的针对 FMDV 的高精度检测和远程监控系统，该系统可自动分析和报告诊断数据。NIR 信号横向流动免疫分析 (LFA) 与纳米探针组装在一起，在 800 nm 处具有稳定的发射强度，最大限度地减少不透明唾液样本的干扰信号。我们使用 147 个不透明唾液样本调查了 NIR 信号 LFA 在生物安全级别 3 (BSL-3) 实验室的临床适用性。NIR 信号 LFA 在检测活口蹄疫病毒（包括 2010-2017 年期间在韩国发生的所有分离株）时的检测下限 (LOD) 是商业 LFA 的 32 倍。我们的结果表明，NIR 信号 LFA 成功地区分了来自健康对照的 FMDV 阳性临床唾液样本，灵敏度为 96.9%，特异性为 100.0%，AUC（受试者工作特征曲线下面积）值为 0.999。最后，
京公网安备 11010802027423号