Ang mga naka-program na magnetikong nanobead na ipinares sa isang off-the-shelf na cellphone at plug-in diagnostic na tool ay maaaring mag-diagnose ng COVID-19 sa 55 minuto o mas kaunti pa, iniulat ng mga mananaliksik. (Kredito: Jeff Fitlow / Rice)
Sa tulong ng mga naka-program na magnetikong nanobead, ang isang diagnostic na tool na naka-plug sa isang off-the-shelf na telepono ay maaaring magpatingin sa COVID-19 sa loob ng 55 minuto o mas kaunti pa.
Sinusukat ng laki ng stamp na microfluidic chip ang konsentrasyon ng SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) na protina sa serum ng dugo mula sa isang karaniwang tusok ng daliri. Ang nanobeads ay nagbubuklod sa SARS-CoV-2 N na protina, isang biomarker para sa COVID-19, sa maliit na tilad at dinala ito sa isang electrochemical sensor na nakakita ng minutong halaga ng biomarker.
Sinabi ng mga mananaliksik na ang kanilang proseso ay nagpapadali sa paghawak ng sample kumpara sa swab-based Mga pagsubok sa PCR na malawakang ginagamit upang masuri ang COVID-19 at kailangang pag-aralan sa isang laboratoryo.
"Ano ang mahusay sa aparatong ito ay hindi nangangailangan ng isang laboratoryo," sabi ni Peter Lillehoj, associate professor ng mechanical engineering sa Rice University. "Maaari mong maisagawa ang buong pagsubok at makabuo ng mga resulta sa lugar ng koleksyon, klinika sa kalusugan, o kahit isang parmasya. Ang buong system ay madaling transportable at madaling gamitin. "
Lumilitaw ang pananaliksik sa journal ACS Sensors.
Si Lillehoj at nagtapos na mag-aaral at nangungunang may-akda na si Jiran Li ay sinamantala ang mayroon nang mga tool sa biosensing at pinagsama ang mga ito sa kanilang sariling karanasan sa pagbuo ng simpleng mga diagnostic, tulad ng isang microneedle patch na ipinakilala noong nakaraang taon upang mag-diagnose malarya.
Ang bagong tool ay umaasa sa isang bahagyang mas kumplikadong pamamaraan sa pagtuklas ngunit naghahatid ng tumpak, dami na mga resulta sa isang maikling oras. Upang subukan ang aparato, ang lab ay umasa sa mga donasyon ng mga sample ng suwero mula sa mga taong malusog at iba pa na positibo sa COVID-19.
Sinabi ni Lillehoj na ang isang mas matagal na pagpapapasok ng itlog ay magbubunga ng mas tumpak na mga resulta kapag gumagamit ng buong suwero. Nalaman ng lab na 55 minuto ay isang pinakamainam na halaga ng oras para maunawaan ng microchip ang SARS-CoV-2 N na protina sa mga konsentrasyon na mababa sa 50 picograms (bilyon-bilyong isang gramo) bawat milliliter sa buong suwero. Ang microchip ay maaaring makakita ng protina ng N sa mas mababang mga konsentrasyon, sa 10 picogram bawat milliliter, sa loob lamang ng 25 minuto sa pamamagitan ng pagpapalabnaw sa suwero ng limang beses.
Ipinares sa isang telepono ng Google Pixel 2 at isang plug-in potentiostat, ang aparato ay maaaring maghatid ng isang positibong pagsusuri na may isang konsentrasyon na mas mababa sa 230 picograms para sa buong suwero.
"May mga karaniwang pamamaraan upang mabago ang mga kuwintas na may isang antibody na nagta-target sa isang partikular na biomarker," sabi ni Lillehoj. "Kapag pinagsama mo ang mga ito sa isang sample na naglalaman ng biomarker, sa kasong ito ang SARS-CoV-2 N na protina, sila ay nagbubuklod."
Ginagamit ang isang capillary tube upang maihatid ang sample sa maliit na tilad, na pagkatapos ay inilalagay sa isang pang-akit na hinihila ang mga kuwintas patungo sa isang electrochemical sensor na pinahiran ng mga nakakuha ng mga antibody. Ang mga kuwintas ay nagbubuklod sa pagkuha antibodies at bumuo ng isang kasalukuyang proporsyonal sa konsentrasyon ng biomarker sa sample.
Ang potentiostat ay nagbabasa ng kasalukuyang at nagpapadala ng isang senyas sa app ng telepono nito. Kung walang mga biomarker ng COVID-19, ang mga kuwintas ay hindi nakagapos sa sensor at nalabhan sa loob ng maliit na tilad.
Sinabi ni Lillehoj na hindi magiging mahirap para sa industriya ang paggawa ng microfluidic chips o iakma ang mga ito sa mga bagong COVID-19 na galaw kung at kailan kinakailangan.
Tungkol sa May-akda
Sinuportahan ng National Institutes of Health, National Science Foundation, at ang Rice University COVID-19 Research Fund ang pananaliksik. -
