COVID-19 Smartphone Test na Ginawa Ng 10 Minuto Mga Resulta

Inilarawan ng mga mananaliksik sa University of Arizona ang isang sample na gumagamit ng isang microscope ng smartphone. Kredito: UArizona Biosensors Lab

Sinusuri ng pamamaraan ang mga sample ng laway at naghahatid ng mga resulta sa loob ng 10 minuto.

Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Arizona ay nagkakaroon ng isa COVID-19 pagsubok na paraan gamit ang isang smartphone microscope upang pag-aralan ang mga sample ng laway at maghatid ng mga resulta sa loob ng 10 minuto.

Ang koponan ng pananaliksik ng University of Arizona, na pinangunahan ng biomedical engineering professor na si Jeong-Yeol Yoon, ay naglalayong pagsamahin ang bilis ng mga nasal swab antigen test na may taas katukma ilong swab PCR, o reaksyon ng polymerase chain, mga pagsusuri. Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang murang pamamaraan na orihinal na ginamit nila upang tuklasin ang norovirus – ang mikrobyo na sikat sa pagkalat ng mga cruise ship – gamit ang isang microscope ng smartphone.

Plano nilang gamitin ang pamamaraan sa isang saline swish-gargle test na isinagawa ni Michael Worobey, pinuno ng UArizona Department of Ecology and Evolutionary Biology at associate director ng University of Arizona BIO5 Institute.

Ang pinakabagong pananaliksik ng koponan gamit ang mga sampol ng tubig – na isinagawa sa pakikipagtulungan kasama si Kelly A. Reynolds, chairman ng Kagawaran ng Komunidad, Kapaligiran at Patakaran sa UArizona Mel at Enid Zuckerman College of Public Health – ay nai-publish ngayon sa Mga Protokol ng Kalikasan.

“Idinisenyo namin ito upang ang iba pang mga siyentista ay maaaring muling gawin kung ano ang aming ginawa at lumikha ng isang aparato na nakakakita ng norovirus,” sabi ni Lane Breshears, isang biomedical engineering na doktor sa lab na si Yoon. “Ang aming layunin ay kung nais mong ipasadya ito sa iba, tulad ng inangkop namin ito sa COVID-19, sa lahat ng mga sangkap na kailangan mo upang makagawa ng iyong sariling aparato.”

Biosensors Lab Tour

Ang propesor ng biomedical engineering na si Jeong-Yeol Yoon at ang kanyang koponan ay itinampok ang Pangulo ng University of Arizona na si Robert C. Robbins at Provost Liesl Folks sa paligid ng Biosensors Lab. Kredito: Chris Richards / University of Arizona

Si Yoon – isang miyembro ng BIO5 Institute na isang propesor din ng biosystem engineering, hayop at kumpare na biomedical science, at chemistry at biochemistry – ay nakikipagtulungan sa isang malaking pangkat ng undergraduate at graduate na mag-aaral upang mapagbuti ang diskarte na natagpuan ang COVID-19 smartphone.

“Mayroon akong kaibigan kasama ang COVID-19 na pinaka nabigo, dahil ang kanilang mga resulta sa PCR ay tumatagal ng anim o pitong araw o nakakakuha sila ng negatibong mga negatibo mula sa isang mabilis na pagsubok ng antigen. Ngunit kung ano ang nakuha nila sa huling pagsubok sa PCR, alam nilang may sakit sila, tulad ng pinaghinalaan nila, “sabi ni Katie Sosnowski, isang biomedical engineering na doktor na nagtrabaho sa lab ni Yoon.” Masarap na magtrabaho sa isang platform para matuklasan ang potensyal para sa agaran at tumpak na mga resulta. “

Mas mura, Simpleng Paghahanap

Ang mga tradisyunal na pamamaraan para sa pagtuklas ng norovirus o iba pang mga pathogens ay madalas na mahal, na kinasasangkutan ng maraming kagamitan sa laboratoryo o nangangailangan ng kadalubhasaan sa agham. Ang pagsubok sa norriirus na nakabase sa smartphone sa UArizona ay binubuo ng isang smartphone, isang simpleng mikroskopyo at isang piraso ng microfluidic na papel – isang papel na may isang patong na waks na gumagabay sa likidong sample sa pamamagitan ng mga tumpak na landas. Ito ay mas maliit at mas mura kaysa sa iba pang mga pagsubok, na may mga sangkap na nagkakahalaga ng halos $ 45.

Ang batayan ng teknolohiya, na inilarawan sa isang papel sa 2019 na inilathala sa journal ACS Omega, simple lang. Ang mga gumagamit ay ipinakilala sa mga antibodies na naglalaman ng mga fluorescent bead sa isang potensyal na kontaminadong sample ng tubig. Kung mayroong sapat na mga particle ng pathogen na naroroon sa sample, maraming mga antibodies ang nakakabit sa bawat maliit na butil ng pathogen. Sa ilalim ng isang mikroskopyo, ang mga pathogen na maliit na butil ay lilitaw bilang maliit na mga kumpol ng mga fluorescent bead, na maaaring mabibilang kaagad sa gumagamit. Ang proseso – pagdaragdag ng mga sample na kuwintas, pagbabad ng isang piraso ng sample na papel, pagkatapos ay pagkuha ng isang larawan ng smartphone nito sa ilalim ng isang mikroskopyo at pagbibilang ng mga kuwintas – mga 10 hanggang 15 minuto. Napakadali na sinabi ni Yoon na ang isang walang prinsipyong siyentista ay maaaring malaman kung paano ito gawin sa pamamagitan ng panonood ng isang maikling video.

Ang bersyon ng teknolohiya na inilarawan ni Mga Protokol ng Kalikasan Gumagawa ang papel ng mga karagdagang pagpapabuti, tulad ng paglikha ng isang 3D na puwang ng pamumuhay para sa pagkonekta ng microscope at microfluidic paper chips. Ipinakikilala din ng papel ang isang pamamaraan na tinatawag na adaptive threshold. Dati, nagtakda ang mga mananaliksik ng isang nakapirming halaga para sa kung anong bilang ng mga pathogens ang naglalaman ng isang panganib, nililimitahan ang antas ng kawastuhan. Gumagamit ang bagong bersyon ng artipisyal na katalinuhan upang itakda ang kadahilanan ng peligro at iulat ang mga pagkakaiba sa kapaligiran, tulad ng klase sa smartphone at kalidad ng papel.

Epekto ng campus

Plano ng mga mananaliksik na makipagsosyo sa mga pasilidad sa pagsubok ng University of Arizona upang maiakma ang kanilang diskarte habang inaangkop nila ito para sa pagsubok na COVID-19. Naghihintay ng pag-apruba mula sa board ng pagsusuri ng institusyon ng unibersidad, ang mga mag-aaral na nasubukan na sa campus sa iba pang mga paraan ay may pagpipilian na magbigay ng nakasulat na pahintulot para sa kanilang sample na tumakbo sa pamamagitan ng pagsubok na aparato din. Batay sa smartphone. Sa wakas, nalaman ng mga mananaliksik na ang aparato ay ibinibigay sa mga campus hub upang ang average na tao – tulad ng isang resident assistant sa isang dorm – ay maaaring subukan ang mga sample ng laway mula sa mga pangkat ng tao.

“Ang pag-angkop sa isang pamamaraan na idinisenyo upang makita ang norovirus – isa pang nakahahawang pathogen – ay isang mabuting halimbawa para sa aming mga mananaliksik na nakaharap sa mga pandemya,” sinabi ng Pangulo ng University of Arizona na si Robert C. Robbins. “Ang nangangako na teknolohiyang ito ay maaaring payagan kaming magbigay ng mabilis, tumpak, patuloy na mga pagsubok sa komunidad ng campus nang madalas at mabilis. Inaasahan naming gawin itong isang regular na bahagi ng aming diskarte sa ‘Pagsubok, Subaybayan, Root’, at mayroon itong malayong – epekto sa pag-abot sa pagbawas ng pagkalat ng sakit. “

Gumagawa rin si Yoon at ang kanyang grupo ng isa pang ideya, batay sa isang 2018 na papel na na-publish Chemistry – Isang European Journal, na kung saan ay mas simple ngunit nag-iiwan ng maliit na lugar para sa error. Ito ay mayroong parehong teknolohiya, ngunit sa halip na isang microscope ng smartphone at espesyal na idinisenyo na enclosure, ang kailangan mo lang gawin ay mag-download ng isang smartphone app at gumamit ng isang microfluidic chip na nakatatak sa isang QR code.

“Hindi tulad ng pamamaraan ng fluorescent microscope, kung saan nakuha mo ang chip sa tamang posisyon, kukuha ka lamang ng snapshot ng maliit na tilad,” sabi ng mag-aaral ng biomedical engineering master na si Pat Akarapipad. “Anuman ang anggulo o distansya na kinuha, ang smartphone app ay maaaring gumamit ng mga AI at QR code upang makalkula ang mga pagkakaiba at magpatakbo ng mga kalkulasyon nang naaayon.”

Ang pamamaraan ay hindi nangangailangan ng pagsasanay, kaya, kung perpekto, maaaring payagan ang mga mag-aaral na alisin ang mga microfluidic chip mula sa lokasyon ng campus at subukan ang kanilang sariling mga sample. Ang koponan ay nagtatrabaho rin kasama ang iba pang mga miyembro ng COVID-19 test group ng unibersidad, kasama si Deepta Bhattacharya, isang kapwa propesor sa Kagawaran ng Immunobiology.

Sanggunian: Enero 29, 2021, Mga Protokol ng Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41596-020-00460-7

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

“Virtual Pag-deploy” – Nabasa ng mga siyentista ang isang 300-taong-gulang na selyadong makasaysayang liham nang hindi ito binubuksan

Animasyon ng paglawak ng computer ng selyadong letrang DB-1538. Sa aming papel, inilalarawan namin kung paano ginamit ang "virtual na pag-deploy" upang basahin...

“Hindi pa nagagawang” Natuklasan ang Bagong Bersyon ng Symbiosis

Ang endosymbiont-enhancing endosymbiont ay nagpapalakas sa unicellular eukaryotic host na sumipsip ng nitrate, na nagpapahiwatig na ang unicellular eukaryotes ay maaaring makatanggap ng endosymbionts...

Pagdidisenyo ng isang interface ng hangganan sa pagitan ng 2D at 3D na mga materyales

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Marso 2, 2021 Ang mga larawang ito ng "mga isla" ng mga atomo ng ginto na idineposito sa...

Bakit magkakaiba ang komposisyon ng kemikal ng solar na enerhiya

Linn Noong Agosto 21, 2017, sa panahon ng kabuuang solar eclipse, ang mga sinag ng araw ay lumitaw na puti. Mula kay...

Natagpuan ng mga Mananaliksik ang Taba ng Tiyan Laban sa Pantas na Pag-aayuno – “Ang Lokasyon ay Gumagawa ng Malaking Pagkakaiba”

Ipinakita ng mga pag-aaral sa daga ang mga sanhi ng lokasyon ng taba para sa panandaliang pag-aayuno. Sa isang pag-aaral sa mouse, inanunsyo ng mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.