Phát hiện nhanh COVID-19 trên điện thoại di động trong vòng 1 giờ

Mục lục :

Giờ đây việc phát hiện COVID-19 đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều bởi Phòng thí nghiệm Rice của kỹ sư cơ khí Peter Lillehoj đã phát triển một con chip vi lỏng có kích thước như con tem để đo nồng độ của protein SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) trong huyết thanh từ một vết chích ngón tay.

Theo các kỹ sư của Đại học Rice, thời gian chẩn đoán trong vòng 55 phút hoặc ít hơn với sự trợ giúp của các thanh nano từ tính được lập trình để tạo ra một công cụ chẩn đoán có thể cắm vào điện thoại di động có sẵn.

Dựa trên kỹ thuât Dấu ấn sinh học hay còn gọi là dấu hiệu sinh học là một chỉ số đo lường được của một số trạng thái hoặc tình trạng sinh học. Dấu ấn sinh học thường được đo lường và đánh giá để kiểm tra các quá trình sinh học bình thường, quá trình gây bệnh hoặc phản ứng dược lý với một can thiệp trị liệu. Dấu ấn sinh học được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học.

Các kỹ sư đã tạo một dấu ấn sinh học cho COVID-19. Các hạt nano liên kết với protein SARS-CoV-2 N, trong chip và vận chuyển nó đến một cảm biến điện hóa để phát hiện các lượng nhỏ của dấu ấn sinh học.

Việc đơn giản hóa quy trình xét nghiệm và phát hiện nhanh chóng hiệu quả cũng là một việc làm cấp thiết đối với dịch bệnh lây lan nhanh như hiện nay, nên Lillehoj hào hứng nói “Điều tuyệt vời về thiết bị này là không cần phòng thí nghiệm,” và "Bạn có thể thực hiện toàn bộ xét nghiệm và tạo ra kết quả tại địa điểm thu thập, phòng khám sức khỏe hoặc thậm chí là hiệu thuốc. Toàn bộ hệ thống có thể dễ dàng vận chuyển và dễ sử dụng."

 

 Nghiên cứu xuất hiện trên tạp chí ACS Sensors của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ. Lillehoj và nghiên cứu sinh Rice và tác giả chính Jiran Li luôn quan tâm đến việc phát triển các chẩn đoán đơn giản nên đã tận dụng các công cụ cảm biến sinh học hiện có và kết hợp chúng với kinh nghiệm của riêng họ để tạo ra dụng cụ kiểm tra nhanh như miếng dán microneedle được giới thiệu vào năm ngoái để chẩn đoán bệnh sốt rét.

Công cụ mới dựa trên một sơ đồ phát hiện phức tạp hơn một chút nhưng mang lại kết quả định lượng, chính xác trong một khoảng thời gian ngắn. Để kiểm tra thiết bị, phòng thí nghiệm dựa vào các mẫu huyết thanh được hiến tặng từ những người khỏe mạnh và những người khác dương tính với COVID-19.

Phòng thí nghiệm phát hiện ra rằng 55 phút là khoảng thời gian tối ưu để vi mạch cảm nhận được protein SARS-CoV-2 N ở nồng độ thấp nhất là 50 picogram (phần tỷ gam) trên mỗi mililit trong huyết thanh toàn phần.

 Bộ vi mạch có thể phát hiện protein N ở nồng độ thậm chí còn thấp hơn, ở 10 picogam trên mililit, chỉ trong 25 phút bằng cách pha loãng huyết thanh gấp 5 lần. Được ghép nối với điện thoại Google Pixel 2 và một potentiostat plug-in, nó có thể đưa ra chẩn đoán tích cực với nồng độ thấp tới 230 picogram cho toàn bộ huyết thanh. Lillehoj cho biết: “Có các quy trình tiêu chuẩn để sửa đổi các hạt bằng một kháng thể nhắm vào một dấu ấn sinh học cụ thể. "Khi bạn kết hợp chúng với một mẫu chứa dấu ấn sinh học, trong trường hợp này là protein SARS-CoV-2 N, chúng liên kết với nhau."

Một ống mao dẫn được sử dụng để đưa mẫu đến chip, sau đó được đặt trên một nam châm kéo các hạt về phía một cảm biến điện hóa được phủ các kháng thể bắt giữ. Các hạt liên kết với các kháng thể bắt giữ và tạo ra dòng điện tỷ lệ với nồng độ của dấu ấn sinh học trong mẫu.

Potentiostat đọc dòng điện đó và gửi tín hiệu đến ứng dụng điện thoại của nó. Nếu không có dấu ấn sinh học COVID-19, các hạt không liên kết với cảm biến và bị rửa trôi bên trong chip. Lillehoj cho biết sẽ không khó cho ngành công nghiệp sản xuất chip vi lỏng hoặc thích ứng với các chủng COVID-19 mới nếu và khi điều đó trở nên cần thiết. Viện Y tế Quốc gia, Quỹ Khoa học Quốc gia và Quỹ Nghiên cứu COVID-19 của Đại học Rice đã hỗ trợ nghiên cứu.

(theo sciencedaily.com)

chia sẻ bài viết:

Bài viết cùng chủ đề :