Mikrofluidní čip zjednodušuje test COVID-19 a přináší výsledky v telefonu za 55 minut nebo méně

Naprogramované magnety s nanočásticemi spárované s běžným mobilním telefonem a zásuvným diagnostickým nástrojem mohou podle inženýrů z Rice University diagnostikovat COVID-19 za 55 a více minut. Uznání: Jeff Fitlow / Rice University

Naprogramované magnety z nanočástic tvoří diagnostické zařízení navržené Rice University.

COVID-19 lze podle techniků z Rice University zkontrolovat do 55 minut nebo méně pomocí naprogramovaných magnetických nanočástic a diagnostického nástroje pro připojení k běžnému mobilnímu telefonu.

Rýžová laboratoř strojního inženýra Petera Lillehoje vyvinula mikrofluidní čip o velikosti razítka, který měří koncentraci SARS-CoV-2 nukleokapsidový (N) protein v krevním séru ze základního prstu. Nanočástice byly na čipu navázány na protein SARS-CoV-2 N, biomarker pro COVID-19, a neseny elektrochemickým senzorem, který detekuje nepatrné množství biomarkeru.

Vědci tvrdí, že jejich proces zjednodušuje správu vzorků ve srovnání s tamponovými PCR testy, které se široce používají k diagnostice COVID-19 a měly by být analyzovány laboratoří.

“Na tomto zařízení je dobré, že nevyžaduje laboratoř,” řekl Lillehoj. „Můžete provést celý test a vytvořit výsledky na sběrném místě, zdravotní klinice nebo dokonce v lékárně. Celý systém je snadno přenosný a snadno použitelný.“

Výzkum se objevuje v časopise American Chemical Society Senzory ACS.

Mikrofluidní testovací čip COVID-19

Systém vyvinutý inženýry z Rice University používá mikrofluidní čip o velikosti razítka, který měří koncentraci nukleokapsidového proteinu SARS-CoV-2 v krevním séru k testování COVID-19 za méně než jeden čas. Systém používá k dodání výsledků běžný mobilní telefon a potenciostat. Uznání: Lillehoj Research Group / Rice University

Lillehoj a Rice, postgraduální student a hlavní autor Jiran Li, využívají výhod stávajících nástrojů pro biosenzování a kombinují je s vlastními zkušenostmi s prováděním jednoduché diagnostiky, jako je mikroihlová náplast zavedená v dřívějších letech k diagnostice malárie.

Nový nástroj spoléhá na trochu složitější vizuální design, ale přináší přesné výsledky pro více hráčů v krátkém čase. Při testování zařízení se laboratoř spoléhala na darované vzorky séra od zdravých lidí a dalších, kteří byli pozitivní na COVID-19.

Lillehoj říká, že vyšší výskyt vede k přesnějším výsledkům při použití celého séra. 55minutová laboratoř stanoví maximální dobu, po kterou může mikročip detekovat protein SARS-CoV-2 N v koncentracích až 50 pikogramů (miliardy gramů) na mililiter v celém séru. Mikročip dokáže detekovat N protein i ve velmi malých koncentracích, při 10 pikogramech na mililiter, za pouhých 25 minut zředěním séra pětkrát.

Spárovaný s telefonem Google Pixel 2 a potenciostatem zásuvného modulu poskytl pozitivní diagnózu s koncentrací pouhých 230 pikogramů pro celé sérum.

Peter Lillehoj a Jiran Li

Strojní inženýr Rice University Peter Lillehoj, vlevo a postgraduální student Jiran Li, vyvinuli systém využívající programovatelné magnetické nanočástice, běžný mobilní telefon a zásuvný diagnostický nástroj pro kontrolu COVID-19 za 55 minut nebo méně. Uznání: Jeff Fitlow / Rice University

“Existují standardní metody pro modifikaci kuliček pomocí protilátky zaměřené na konkrétní biomarker,” říká Lillehoj. „Pokud je zkombinujete se vzorkem obsahujícím biomarker, v tomto případě protein SARS-CoV-2 N, jsou stejně vazebné.“

K dodání vzorku na čip se používá kapilární trubice, která se poté umístí na magnet, který táhne zrna směrem k elektrochemickému senzoru obsahujícímu protilátky. Kuličky se váží na získané protilátky a produkují proud úměrný koncentraci biomarkerů ve vzorku.

Potenciostat nyní čte a odesílá signál do své telefonní aplikace. Bez biomarkerů COVID-19 nebudou kuličky vázány na senzor a omyty uvnitř čipu.

Lillehoj uvedl, že pro průmysl není obtížné vyrábět mikrofluidní čipy nebo je přizpůsobovat novým typům COVID-19, kdykoli a kdy jsou potřeba.

Odkaz: „Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, Significant Measurement of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein Serum Sensum“ by Jiran Li and Peter B. Lillehoj, 25. února 2021, Senzory ACS.
DOI: 10,1021 / acssensors.0c02561

Výzkum podporují National Institutes of Health, National Science Foundation a Rice University COVID-19 Research Fund.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Sledujte teplo a hledejte stopy k planetární evoluci

Kosmická loď NASA Galileo zachytila ​​Jupiterův měsíc Io, třetí největší satelit na Zemi, podstupující sopečnou erupci. Zkroucená oběžná dráha Io ji vrhá do neustálého...

Viry bez chřipky mají onemocnění podobné chřipce a úmrtnost

Non-chřipkové respirační virové infekce (NIRV) jsou spojeny s chřipkovými chorobami a úmrtností u hospitalizovaných dospělých, podle nové studie v CMAJ (Journal of Canadian Medical...

V období křídy se Severní Amerikou potulovalo 2,5 miliardy T. Rexes

Analýza toho, co je o dinosaurovi známo, vede k závěru, že jich bylo v průběhu času 2,5 miliardy. Jako mnoho Tyrannosaurů se Rexes potuloval v...

Vědci vizualizují pohyb vírů v kvantové supratekuté turbulenci

Obrázek ukazuje kvantové vírové trubice, které podléhají zjevné superdifúzi. Bílé tečky představují zachycené částice, které vědci sledovali, aby vizualizovali a sledovali pohyb trubic,...

Nový nástroj Deep Learning AI může způsobit revoluci v mikroskopu

Obrázek ukazuje, jak se neurální síť používá k získání zajímavých informací z obrazu mikroskopu. Půjčka: Aykut Argun Nástroj AI vyvinutý na univerzitě v Göteborgu...

Newsletter

Subscribe to stay updated.