A programozott mágneses nanagyöngyök, a készenléti mobiltelefonnal és a beépíthető diagnosztikai eszközzel párosítva 19 perc alatt vagy rövidebb idő alatt képesek diagnosztizálni a COVID-55-et - állítják kutatók (Hitel: Jeff Fitlow / Rice)
A beprogramozott mágneses nanagyöngyök segítségével egy diagnosztikai eszköz, amely egy polc nélküli telefont csatlakoztat, 19 perc alatt vagy rövidebb idő alatt diagnosztizálhatja a COVID-55-et.
A bélyeg nagyságú mikrofluidic chip egy standard ujjbegyből méri a SARS-CoV-2 nukleokapszid (N) fehérje koncentrációját a vérszérumban. A nanagyöngyök kötődnek a chipben lévő SARS-CoV-2 N fehérjéhez, a COVID-19 biomarkerjéhez, és egy elektrokémiai érzékelőhöz szállítják, amely percnyi mennyiségű biomarkert érzékel.
A kutatók szerint folyamatuk egyszerűbbé teszi a minták kezelését a tampon alapúakhoz képest PCR tesztek amelyeket széles körben használnak a COVID-19 diagnosztizálására, és amelyeket laboratóriumban kell elemezni.
"Ami nagyszerű ebben az eszközben, hogy nincs szükség laboratóriumra" - mondja Peter Lillehoj, a Rice Egyetem gépészmérnök docense. „A teljes tesztet elvégezheti, és az eredményeket előállíthatja a gyűjtőhelyen, az egészségügyi klinikán vagy akár egy gyógyszertárban. Az egész rendszer könnyen szállítható és könnyen használható. ”
A kutatás megjelenik a folyóiratban ACS érzékelők.
Lillehoj, valamint diplomás hallgató és vezető szerző, Jiran Li kihasználta a meglévő bioszenzáló eszközöket, és ötvözte saját tapasztalataikkal az egyszerű diagnosztika kifejlesztésében, mint például a diagnózis felállításához tavaly bevezetett mikrotűs tapasz malária.
Az új eszköz egy kissé összetettebb detektálási sémára támaszkodik, de rövid idő alatt pontos, kvantitatív eredményeket nyújt. Az eszköz teszteléséhez a labor egészséges emberek és mások COVID-19-pozitív adományozott szérummintáira támaszkodott.
Lillehoj szerint a hosszabb inkubáció pontosabb eredményeket ad, ha teljes szérumot használunk. A labor azt találta, hogy 55 perc volt az optimális idő arra, hogy a mikrochip érzékelje a SARS-CoV-2 N fehérjét olyan koncentrációban, amely akár 50 pikogramm (gramm milliomod része) milliliterenként a teljes szérumban. A mikrochip még alacsonyabb koncentrációban, 10 pikogramm / milliliter koncentrációban, 25 perc alatt képes volt kimutatni az N-fehérjét a szérum ötszörös hígításával.
A készülék egy Google Pixel 2 telefonnal és egy plug-in potenciométerrel párosítva pozitív diagnózist adhat, amelynek koncentrációja olyan alacsony, mint 230 pikogram az egész szérumra.
"Vannak szabványos eljárások a gyöngyök olyan antitesttel történő módosítására, amely egy adott biomarkert céloz meg" - mondja Lillehoj. "Ha összekapcsoljuk őket egy biomarkert, ebben az esetben a SARS-CoV-2 N fehérjét tartalmazó mintával, akkor összekapcsolódnak."
Kapilláris csövet használnak a minta chiphez juttatásához, amelyet azután egy mágnesre helyeznek, amely a gyöngyöket egy befogó antitestekkel bevont elektrokémiai érzékelő felé húzza. A gyöngyök kötődnek a befogáshoz antitestek és létrehoz egy áramot, amely arányos a biomarker koncentrációjával a mintában.
A potenciométer leolvassa ezt az áramot, és jelet küld telefonos alkalmazásának. Ha nincsenek COVID-19 biomarkerek, a gyöngyök nem kötődnek az érzékelőhöz és lemosódnak a chip belsejében.
Lillehoj szerint az iparnak nem lenne nehéz előállítania a mikrofolyadék-chipeket, vagy alkalmazkodni az új COVID-19 törzsekhez, ha és amikor ez szükségessé válik.
A szerzőkről
A Nemzeti Egészségügyi Intézetek, a Nemzeti Tudományos Alapítvány és a Rice University COVID-19 Kutatási Alap támogatta a kutatást. -
