رقاقة موائع جزيئية تبسط اختبار COVID-19 ، وتقدم نتائج على الهاتف في 55 دقيقة أو أقل

يمكن للكرات النانوية المغناطيسية المبرمجة المقترنة بهاتف محمول جاهز وأداة تشخيصية تشخيص COVID-19 في 55 دقيقة أو أقل ، وفقًا لمهندسي جامعة رايس. الائتمان: جيف فيتلو / جامعة رايس تعمل حواجز نانوية مغناطيسية مبرمجة على تمكين جهاز التشخيص المصمم في جامعة رايس. يمكن تشخيص COVID-19 في 55 دقيقة أو أقل بمساعدة حبات نانوية مغناطيسية مبرمجة وأداة تشخيصية يتم توصيلها بهاتف محمول جاهز ، وفقًا لمهندسي جامعة رايس. طور مختبر رايس للمهندس الميكانيكي Peter Lillehoj شريحة موائع دقيقة بحجم الطوابع تقيس تركيز بروتين SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) في مصل الدم من وخز الإصبع القياسي. ترتبط الحبيبات النانوية ببروتين SARS-CoV-2 N ، وهو علامة حيوية لـ COVID-19 ، في الشريحة وتنقلها إلى جهاز استشعار كهروكيميائي يكتشف الكميات الدقيقة من المرقم الحيوي. جادل الباحثون بأن عمليتهم تبسط التعامل مع العينات مقارنةً باختبارات PCR القائمة على المسحة والتي تُستخدم على نطاق واسع لتشخيص COVID-19 وتحتاج إلى تحليلها في المختبر. قال ليلهوج: “الشيء الرائع في هذا الجهاز هو أنه لا يتطلب معملًا”. يمكنك إجراء الاختبار بالكامل والحصول على النتائج في موقع التجميع أو العيادة الصحية أو حتى الصيدلية. النظام بأكمله سهل النقل وسهل الاستخدام “.

 

يستخدم النظام الذي طوره مهندسو جامعة رايس شريحة ميكروفلويديك بحجم الطوابع تقيس تركيز بروتين السارس- CoV-2 النووي في مصل الدم لتشخيص COVID-19 في أقل من ساعة. يستخدم النظام هاتفًا خلويًا جاهزًا ومُحسِّنًا لتقديم النتائج. الائتمان: مجموعة أبحاث ليلهوج / جامعة رايس استفاد طالب الدراسات العليا في ليلوج ورايس والمؤلف الرئيسي جيران لي من أدوات الاستشعار البيولوجي الموجودة ودمجها مع خبرتهم الخاصة في تطوير تشخيصات بسيطة ، مثل رقعة إبرة مجهرية تم تقديمها العام الماضي لتشخيص الملاريا. تعتمد الأداة الجديدة على مخطط كشف أكثر تعقيدًا قليلاً ولكنها تقدم نتائج دقيقة وكمية في فترة زمنية قصيرة. لاختبار الجهاز ، اعتمد المختبر على عينات مصل تم التبرع بها من أشخاص كانوا أصحاء وآخرين مصابين بـ COVID-19. قال ليلهوج إن فترة الحضانة الأطول تعطي نتائج أكثر دقة عند استخدام مصل كامل. وجد المختبر أن 55 دقيقة هي مقدار الوقت الأمثل للرقاقة الدقيقة لاستشعار بروتين SARS-CoV-2 N بتركيزات منخفضة تصل إلى 50 بيكوغرام (جزء من المليار من الجرام) لكل مليلتر في مصل الدم الكامل. يمكن للرقاقة أن تكتشف بروتين N بتركيزات أقل ، بمعدل 10 بيكوغرام لكل مليلتر ، في 25 دقيقة فقط عن طريق تخفيف المصل خمسة أضعاف. تم إقرانه بهاتف Google Pixel 2 ومكونات إضافية ، حيث كان قادرًا على تقديم تشخيص إيجابي بتركيز منخفض يصل إلى 230 بيكوغرام لمصل كامل.

قال ليلهوج: “هناك إجراءات قياسية لتعديل الحبيبات بجسم مضاد يستهدف علامة بيولوجية معينة”. “عندما تجمعهم مع عينة تحتوي على المرقم الحيوي ، في هذه الحالة بروتين SARS-CoV-2 N ، فإنهم يترابطون معًا.” يتم استخدام أنبوب شعري لتوصيل العينة إلى الشريحة ، والتي يتم وضعها بعد ذلك على مغناطيس يسحب الخرزات باتجاه مستشعر كهروكيميائي مغطى بأجسام مضادة للالتقاط. ترتبط الحبيبات بالأجسام المضادة التي تم التقاطها وتولد تيارًا متناسبًا مع تركيز المرقم الحيوي في العينة. يقرأ potentiostat هذا التيار ويرسل إشارة إلى تطبيق الهاتف الخاص به. إذا لم تكن هناك مؤشرات حيوية لـ COVID-19 ، فإن الحبيبات لا ترتبط بالمستشعر ويتم غسلها داخل الشريحة. قال ليلهوج إنه لن يكون من الصعب على الصناعة تصنيع رقائق الموائع الدقيقة أو تكييفها مع سلالات COVID-19 الجديدة إذا وعندما يصبح ذلك ضروريًا. المرجع: “Microfluidic Magneto Immunosensor للقياسات السريعة عالية الحساسية لبروتين السارس- CoV-2 Nucleocapsid في المصل” بواسطة جيران لي وبيتر ب. ليلهوج ، 25 فبراير 2021 ، مستشعرات ACS. DOI: 10.1021 / acssensors.0c02561 دعمت المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم وصندوق أبحاث COVID-19 بجامعة رايس البحث.

منقول للاستفاذة

التعليقات مغلقة.