חרוזים מגנטיים מתוכנתים בשילוב עם סלולרי מדף וכלי אבחון תוסף יכולים לאבחן COVID-19 תוך 55 דקות או פחות, כך מדווחים החוקרים. (אשראי: ג'ף פיטלו / רייס)
בעזרת ננו-חרוזים מגנטיים מתוכנתים, כלי אבחון המתחבר לטלפון מדף יכול לאבחן את ה- COVID-19 תוך 55 דקות או פחות.
שבב המיקרו-נוזלים בגודל חותמת מודד את ריכוז חלבון ה- SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) בסרום הדם מנקיטת אצבע רגילה. חרוזי הננו נקשרים לחלבון SARS-CoV-2 N, סמן ביולוגי ל- COVID-19, בשבב ומעבירים אותו לחיישן אלקטרוכימי המגלה כמויות זעירות של הסמן הביולוגי.
החוקרים אומרים כי התהליך שלהם מפשט את הטיפול בדגימות בהשוואה למקלונים בדיקות PCR הנמצאים בשימוש נרחב לאבחון COVID-19 ויש לנתח אותם במעבדה.
"מה שהכי נהדר במכשיר הזה הוא שלא מצריך מעבדה", אומר פיטר לילחוי, פרופסור חבר להנדסת מכונות באוניברסיטת רייס. "אתה יכול לבצע את כל הבדיקה ולהפיק את התוצאות באתר האיסוף, במרפאת הבריאות, ואפילו בבית מרקחת. המערכת ניתנת להעברה בקלות ונוחה לשימוש. "
המחקר מופיע בכתב העת חיישני ACS.
Lillehoj והסטודנט לתואר שני והסופר הראשי Jiran Li ניצלו את הכלים הקיימים לחישוב ביולוגי ושילבו אותם עם הניסיון שלהם בפיתוח אבחון פשוט, כמו תיקון microneedle שהוצג בשנה שעברה לאבחון. מלריה.
הכלי החדש מסתמך על ערכת זיהוי מורכבת מעט יותר אך מספק תוצאות כמותיות מדויקות תוך זמן קצר. כדי לבדוק את המכשיר, המעבדה הסתמכה על דגימות סרום שנתרמו מאנשים בריאים ומאחרים שהיו חיוביים ל- COVID-19.
לדברי לילחוג ', דגירה ארוכה יותר מניבה תוצאות מדויקות יותר בשימוש בסרום שלם. המעבדה מצאה כי 55 דקות היו זמן אופטימלי עבור שבב המוח לחוש SARS-CoV-2 N חלבון בריכוזים נמוכים כמו 50 פיקוגרם (מיליארדי גרם) למיליליטר בסרום שלם. המיקרו-שבב יכול היה לזהות חלבון N בריכוזים נמוכים עוד יותר, ב -10 פיקוגרם למיליליטר, תוך 25 דקות בלבד על ידי דילול הסרום פי חמישה.
יחד עם טלפון של גוגל פיקסל 2 ופוטנציוט סטט-פלאג, המכשיר יכול לספק אבחנה חיובית בריכוז נמוך עד 230 פיקוגרם לסרום שלם.
"ישנם נהלים סטנדרטיים לשינוי החרוזים עם נוגדן המכוון לסמן ביולוגי מסוים," אומר לילחוי. "כשמשלבים אותם עם מדגם המכיל את הסמן הביולוגי, במקרה זה חלבון SARS-CoV-2 N, הם נקשרים יחד."
צינור נימי משמש למסירת הדגימה לשבב, אשר מונח על גבי מגנט המושך את החרוזים לעבר חיישן אלקטרוכימי המצופה בנוגדני לכידה. החרוזים נקשרים ללכידה נוגדנים וליצור זרם פרופורציונלי לריכוז הסמן הביולוגי במדגם.
הפוטנציאל קורא את הזרם ושולח אות לאפליקציית הטלפון שלו. אם אין סמנים ביולוגיים של COVID-19, החרוזים אינם נקשרים לחיישן ונשטפים בתוך השבב.
Lillehoj אומר כי לא יהיה קשה לתעשייה לייצר את שבבי המיקרו-נוזלים או להתאים אותם לזנים חדשים של COVID-19 אם וכאשר הדבר יהיה צורך.
על הכותבים
המכונים הלאומיים לבריאות, הקרן הלאומית למדע וקרן המחקר COVID-19 מאוניברסיטת רייס תמכו במחקר. -
