Cipul microfluidic simplifică testarea COVID-19, oferă rezultate pe un telefon în 55 de minute sau mai puțin

Nanobeads programate sunt asociate cu un telefon mobil exterior și instrumentul de diagnosticare plug-in poate diagnostica COVID-19 în 55 de minute sau mai puțin, potrivit inginerilor de la Universitatea Rice. Credit: Jeff Fitlow / Universitatea Rice

Nanobele programate magnetic permit echipamente de diagnostic proiectate la Universitatea Rice.

COVID-19 poate fi diagnosticat în 55 de minute sau mai puțin cu ajutorul nanobreadurilor programate și a unui instrument de diagnosticare care se conectează la un telefon mobil exterior, potrivit inginerilor universității Rice.

Laboratorul de orez al inginerului mecanic Peter Lillehoj a dezvoltat un cip microfluidic de dimensiunea ștampilei care măsoară concentrația de SARS-CoV-2 proteina nucleocapsidică (N) din serul sanguin dintr-o perforare standard a degetului. Nanobedratele se leagă de proteina SARS-CoV-2 N, un biomarker pentru COVID-19, pe cip și îl transportă la un senzor electrochimic care detectează cantități mici de biomarker.

Cercetătorii au susținut că procesul lor simplifică tratamentul probelor în comparație cu testele de PCR pe bază de tampon, care sunt utilizate pe scară largă pentru diagnosticarea COVID-19 și care ar trebui analizate într-un laborator.

„Ce este grozav la acest dispozitiv este că nu necesită un laborator”, a spus Lillehoj. „Puteți efectua întregul test și puteți genera rezultate la locul de întâlnire, la clinica de sănătate sau chiar la o farmacie. „Întregul sistem este ușor de transportat și ușor de utilizat.”

Cercetarea apare în revista American Society Senzori ACS.

Cip de test microfluidic COVID-19

Un sistem dezvoltat de inginerii Universității Rice folosește un cip microfluidic de dimensiunea ștampilei care măsoară concentrația proteinei nucleocapsidei SARS-CoV-2 din serul sanguin pentru a diagnostica COVID-19 în mai puțin de o oră. Sistemul folosește un telefon mobil și un potențiostat pentru a oferi rezultate. Credit: Lillehoj Research Group / Rice University

Studenții absolvenți de Lillehoj & Rice și autorul principal Jiran Li au folosit instrumentele de biosensare existente și le-au combinat cu experiența lor în dezvoltarea unor diagnostice simple, precum un plasture de micronutrienți introdus anul trecut pentru diagnosticarea malariei.

Noul instrument se bazează pe o schemă de detectare puțin mai complexă, dar oferă rezultate precise și cantitative într-un timp scurt. Pentru a testa dispozitivul, laboratorul s-a bazat pe probe de ser donate de la oameni sănătoși și alții care au fost COVID-19 pozitivi.

Lillehoj a spus că o incubație mai lungă oferă rezultate mai precise atunci când se utilizează serul complet. Laboratorul a constatat că 55 de minute a fost o perioadă optimă de timp pentru ca microcipul să simtă proteina SARS-CoV-2 N la concentrații de până la 50 de picograme (miliarde de grame) per mililitru în serul întreg. Microcipul poate detecta proteina N la concentrații chiar mai mici, la 10 picograme pe mililitru, în doar 25 de minute prin diluarea serului de cinci ori.

Împreună cu un telefon Google Pixel 2 și un potențiostat plug-in, a reușit să dea un diagnostic pozitiv cu o concentrație de până la 230 pg pentru serul complet.

Peter Lillehoj și Jiran Li

Inginerul mecanic al Universității Rice, Peter Lillehoj, stânga, și studentul absolvent Jiran Li au dezvoltat un sistem care utilizează nanobeads programabile, un telefon mobil exterior și un instrument de diagnosticare plug-in pentru a diagnostica COVID-19 în 55 de minute sau mai puțin. Credit: Jeff Fitlow / Universitatea Rice

“Există proceduri standard pentru modificarea mărgelelor cu un anticorp care vizează un anumit biomarker”, a spus Lillehoj. Când le combinați cu o probă care conține biomarkerul, în acest caz proteina SARS-CoV-2 N, acestea se leagă împreună.

Un tub capilar este utilizat pentru a livra proba către cip, care este apoi plasată într-un magnet care trage mărgelele către un senzor electrochimic acoperit cu anticorpi de captare. Margelele se leagă de anticorpii de captură și generează un curent proporțional cu concentrația biomarkerului din probă.

Potențiostatul citește acel curent și trimite un semnal către aplicația sa de telefon. Dacă nu există biomarkeri COVID-19, margelele nu se conectează la senzor și sunt spălate în interiorul cipului.

Lillehoj a spus că nu ar fi dificil pentru industrie să producă chips-uri microfluidice sau să le adapteze la noi tipuri de COVID-19 dacă și când acest lucru devine necesar.

Referință: “Imunosenzor magnetic microfluidic pentru măsurarea rapidă și sensibilă a proteinelor capsulare nucleozidice serice SARS-CoV-2” de Jiran Li și Peter B. Lillehoj, 25 februarie 2021, Senzori ACS.
DOI: 10.1021 / accessories.0c02561

Institutele Naționale de Sănătate, Fundația Națională pentru Științe și Fondul de Cercetare COVID-19 al Universității Rice au sprijinit cercetarea.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.