Chip mikrofluida menyederhanakan pengujian COVID-19 dan memberikan hasil di ponsel dalam 55 menit atau kurang

Menurut para insinyur Rice University, magnet nanobead terprogram, dikombinasikan dengan telepon seluler pelengkap dan alat diagnostik, dapat mendiagnosis COVID-19 dalam 55 menit atau kurang. Kredit: Jeff Fitlow / Universitas Rice

Kawat nano magnetik terjadwal memungkinkan perangkat diagnostik yang dirancang di Universitas Rice.

COVID-19[feminine es pot diagnosticar en 55 minuts o menys amb l’ajuda de nanobilles magnètiques programades i una eina de diagnòstic que es connecta a un telèfon mòbil, segons els enginyers de la Universitat de Rice.

El laboratori d’arròs de l’enginyer mecànic Peter Lillehoj ha desenvolupat un xip microfluídic de mida segell que mesura la concentració de SARS-CoV-2 proteïna nucleocàpsida (N) al sèrum sanguini a partir d’una punció de dit estàndard. Les nanobilles s’uneixen a la proteïna SARS-CoV-2 N, un biomarcador de COVID-19, al xip i el transporten a un sensor electroquímic que detecta quantitats mínimes del biomarcador.

Els investigadors van argumentar que el seu procés simplifica la manipulació de les mostres en comparació amb les proves de PCR basades en hisop que s’utilitzen àmpliament per diagnosticar COVID-19 i que s’han d’analitzar en un laboratori.

“El que té de bo aquest dispositiu és que no requereix un laboratori”, va dir Lillehoj. “Podeu realitzar tota la prova i generar els resultats al lloc de recollida, a la clínica de salut o fins i tot a una farmàcia. Tot el sistema és fàcilment transportable i fàcil d’utilitzar ”.

La investigació apareix a la revista American Chemical Society Sensors ACS.

Xip de prova microfluídic COVID-19

Un sistema desenvolupat per enginyers de la Universitat d’Arròs utilitza un xip microfluídic de la mida d’un segell que mesura la concentració de proteïna nucleocàpside SARS-CoV-2 al sèrum sanguini per diagnosticar COVID-19 en menys d’una hora. El sistema utilitza un mòbil i un potenciòstat disponibles per oferir els resultats. Crèdit: Lillehoj Research Group / Rice University

Jiran Li, estudiant de postgrau i autor de Lillehoj i Rice, Jiran Li, va aprofitar les eines de biosensibilitat existents i les va combinar amb la seva pròpia experiència en el desenvolupament de diagnòstics senzills, com un pegat de microagulla introduït l’any passat per diagnosticar la malària.

La nova eina es basa en un esquema de detecció lleugerament més complex, però proporciona resultats quantitatius precisos en poc temps. Per provar el dispositiu, el laboratori es basava en mostres de sèrum donades de persones sanes i d’altres que eren COVID-19 positives.

Lillehoj va dir que una incubació més llarga produeix resultats més precisos quan s’utilitza sèrum sencer. El laboratori va trobar que 55 minuts era un temps òptim perquè el microxip detectés la proteïna SARS-CoV-2 N a concentracions de fins a 50 picograms (mil·lèsimes de gram) per mil·lilitre en el sèrum complet. El microxip podria detectar proteïna N en concentracions encara més baixes, a 10 picograms per mil·lilitre, en només 25 minuts diluint el sèrum cinc vegades.

Combinat amb un telèfon Google Pixel 2 i un potenciòstat endollable, va poder oferir un diagnòstic positiu amb una concentració de fins a 230 picograms per al sèrum sencer.

Peter Lillehoj i Jiran Li

L’enginyer mecànic de la Universitat Rice Peter Lillehoj, a l’esquerra, i l’alumne Jiran Li, van desenvolupar un sistema que utilitza nanobilles magnètiques programables, un telèfon mòbil disponible i una eina de diagnòstic complementària per diagnosticar COVID-19 en 55 minuts o menys. Crèdit: Jeff Fitlow / Rice University

“Hi ha procediments estàndard per modificar les perles amb un anticòs dirigit a un biomarcador en particular”, va dir Lillehoj. “Quan els combineu amb una mostra que conté el biomarcador, en aquest cas la proteïna SARS-CoV-2 N, s’uneixen”.

Un tub capil·lar s’utilitza per lliurar la mostra al xip, que després es col·loca sobre un imant que tira les perles cap a un sensor electroquímic recobert d’anticossos de captura. Les perles s’uneixen als anticossos de captura i generen un corrent proporcional a la concentració de biomarcador de la mostra.

El potenciòstat llegeix aquest corrent i envia un senyal a la seva aplicació de telèfon. Si no hi ha biomarcadors COVID-19, les perles no s’uneixen al sensor i es renten dins del xip.

Lillehoj va dir que no seria difícil per a la indústria fabricar xips microfluídics ni adaptar-los a les noves soques COVID-19 si i quan això fos necessari.

Referència: “Magnetoimmunosensor microfluídic per a mesuraments ràpids i d’alta sensibilitat de la proteïna nucleocàpsida SARS-CoV-2 al sèrum” per Jiran Li i Peter B. Lillehoj, 25 de febrer de 2021, Sensors ACS.
DOI: 10.1021 / acssensors.0c02561

Els instituts nacionals de salut, la National Science Foundation i el fons de recerca COVID-19 de la Rice University van donar suport a la investigació.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.