A covid vizsgálatokhoz a Nespresso gépeket lehet használni, amelyek kávékapszulákból eszpresszót és kávét főznek. Manu Padilla / Shutterstock 

Az otthoni munkavégzésre való áttérés mindannyiunk számára kihívást jelentett, de amikor az Ön munkája magában foglalja a nanotechnológia biológiai alkalmazásainak kutatását, ezek a kísérletek kissé bonyolultabbak, mint a háztartás szélessávú használatának zsonglőrködése. Tehát kizárva a laboratóriumától, ésszerűen elvárhatja a szerves vegyész kutatásait Vittorio Saggiomo, a Bionanotechnology csoporttól Wageningeni Egyetem és kutatás Hollandiában megtorpantak.

A Saggiomo azonban kreatív, ötletes típus, és ezért azon kezdett gondolkodni, hogy vajon sikerül-e a közös háztartási készülékeket jól használni a COVID-19 elleni harcban. Pontosabban, tudna-e olcsó, rendkívül érzékeny otthoni tesztet készíteni a vírus számára? Kiderült, hogy tudta. Csapata most közzétette az ötletet a preprint szerver, ChemArxiv. A cikket más tudósoknak még felül kell vizsgálniuk.

Jelenleg vannak a COVID-19 teszt két fő típusa: a PCR-teszt és az oldalsó áramlási teszt (LFT). Az arany-standard PCR-teszt az RNS néven ismert genetikai anyagának kimutatásával ellenőrzi a vírus jelenlétét. De egy törlőkendőben eltűnő kis mennyiségű vírusanyag található, ezért az anyagot DNS-be kell átalakítani és fel kell erősíteni, mielőtt kimutatható lenne. És ezt a „polimeráz láncreakció”, Amit a PCR képvisel.

Az eljárás ismételt ciklust tartalmaz 50 ° C és 90 ° C közötti hőmérséklet-tartományon keresztül. Minden ciklus alatt a DNS mennyisége megduplázódik, így 30 ciklus után a vírusanyag több mint egymilliárd másolata hozható létre egyetlen kiindulási anyag szálból. Az amplifikált anyagot ezután fluoreszcens jelekkel detektálják, amelyek a vírus DNS-szekvenciáihoz kapcsolódnak.

Mint ilyen, a PCR rendkívül érzékeny technika, de a teljesítéshez speciális anyagokra és berendezésekre van szüksége. Ezért küldik ki a teszteket egy laboratóriumba, és egy-két napba telik az eredmény elérése.

A második közös teszt az oldalirányú áramlás teszt (LFT). Ezek a vírusfehérje-héj töredékeinek detektálásával működnek. Az LFT-k csíkjaiba beágyazódtak a vírushoz kötődő antitestek. Ezeket az antitesteket apró arany részecskék jelölik, amelyek piros színnel jelennek meg, így láthatja őket a vizsgálati eszközön. A jelölt antitestek az LFT különálló sávjain halmozódnak fel, attól függően, hogy a vírus jelen van-e vagy sem.

Az LFT-k gyorsak, olcsók és könnyen használhatók, így ideálisak közösségi és otthoni teszteléshez. De ők vannak közel sem olyan érzékeny mint a PCR-tesztek - csak magas vírusterhelésű embereket fognak azonosítani. Ez azt jelenti, hogy sok fertőzött ember hamis negatív eredményt fog kapni az ilyen vizsgálatokból.

CoroNaspresso tesztek

Ideális esetben szükségünk van egy otthoni tesztre, amely ugyanolyan egyszerűen használható, mint az LFT-k, de ugyanolyan érzékeny, mint a PCR teszt. A kiváló jelölt az ún hurok által közvetített izotermikus amplifikáció (lámpa). Ez a PCR-hez nagyon hasonló elvek mentén működik, és a kiindulási genetikai anyag több példányát állítja elő - amelyet egy tamponnal kaphat -, de van néhány fő előnye.

Például kombinálható egy praktikus „színes kiolvasással”. Amikor a Lamp reakció bekövetkezik, a minta savasságának növekedését okozza. Ez azt jelenti, hogy hozzáadhat olyan anyagot, amely a pH-értéknek megfelelően megváltoztatja a színét a reakcióelegyben, vizuálisan jelezve a pozitív vagy negatív eredményt. További előny, hogy a lámpa reakcióit fix hőmérsékleten (kb. 65 ° C) hajtják végre, ahelyett, hogy állandó hőmérséklet-tartományon belüli ciklusra lenne szükségük.

Ennek ellenére a Lámpának továbbra is finom hőmérséklet-szabályozásra van szüksége. A hőmérséklet-szabályozó rendszereket - legyenek azok PCR-gépben, Lamp műszerben vagy háztartási sütőben - általában elektronikus termosztátokkal érik el. Új, kifejezetten otthoni lámpa tesztekhez tervezett elektronikus eszközök gyártása és szállítása azonban nem praktikus (különösen a világjárvány közepén). Tehát Saggiomo megpróbált utat találni ennek körül. Meghívott anyagokat talált fázisváltó anyagok amelyek olvadásuk során elnyelik az energiát (hőt) és így állandó hőmérsékletet tartanak.

Miután megtalálta egy olyan anyagból készült viaszt, amely pontosan a kívánt hőmérsékleten olvad meg, Saggiomo nekilátott egy olyan eszköz megépítésének, amely elhelyezi a Lamp reakciócsöveket és viaszdarabokat. Ezt aztán valamilyen más, fűthető anyagba kellett beilleszteni. Kiderült, hogy a tökéletes ház az arcába meresztette a reggeli kávé készítése közben: Nespresso kávéfőző kapszula.

Az utolsó lépés a kapszulák melegítésének megfelelő módjának megtalálása volt. Miután megpróbálta a mosogatógépet (működött, de a minták folyamatosan eltűntek), a mikrohullámú sütő (meghibásodott, mert a csövek túlmelegedtek és a fedelek kiugrottak) és a csésze forró vízzel (a hőmérséklet nem volt elég szabályozható) Saggiomo leült egy egyszerű serpenyőn forró víz egy tűzhelyen. Az eredményül kapott „CoroNaspresso” eszköz, a csapat többi tagjának tesztelésével, hat ember törlőkendőjével, helyesen azonosította a COVID-19 három esetét (ezek színe eltér a negatív tesztektől).

Házi covid teszt. @V_Saggiomo által küldött tweet

A tesztet, beleértve a kapszulákat, a fázisváltó viaszt és az injekciós üvegeket, amelyekbe genetikai anyagot lehet beilleszteni, milliókban lehetne könnyen előállítani. Ezután az emberek otthon genetikai anyagot vehetnek fel, és a kapszulákat felmelegíthetik, hogy elérjék eredményeiket. Ezek az eszközök olcsók is (kb. 0.20 EUR), könnyen elkészíthetők, könnyen kezelhetőek és nagyrészt újrahasznosíthatók. Lehet, hogy hamarosan látni fogjuk otthonunkban a CoroNespresso teszteket, csak ne keverje össze őket a szokásos kávépárnáival.

A szerzőről

Mark Lorch, Tudományos kommunikáció és kémia professzora, Hull Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

könyvek_tudomány