سریع ترین روش تشخیص کووید 19 ابداع شد

محققان در این پروژه سنسور جدیدی ساخته اند که نیازی به آماده سازی نمونه ندارد و کمترین تجربه را می طلبد. با چنین قابلیت هایی، این سنسور مزیت قابل توجهی نسبت به روش های تست فعلی به ویژه تست های گسترده دارد.

ایشان بارمن، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جان هاپکینز و یکی از محققان این پروژه می گوید: «این به سادگی ریختن یک قطره بزاق روی دستگاه و گرفتن نتیجه منفی یا مثبت است. نکته کلیدی این است که این روش به تغییرات شیمیایی مانند برچسب گذاری مولکولی یا فعالیت آنتی بادی نیاز ندارد. این بدان معنی است که در نهایت می توان از سنسور در دستگاه هایی استفاده کرد که قابل استفاده هستند.

وی افزود: این فناوری جدید می‌تواند بر محدودیت‌های آزمایش‌های فعلی کووید-۱۹ غلبه کند، اما هنوز در بازار موجود نیست.

آزمایش “واکنش زنجیره ای پلیمراز” (PCR) بسیار دقیق است اما نیاز به یک فرآیند نمونه برداری پیچیده دارد و چندین ساعت تا چند روز طول می کشد تا در آزمایشگاه آماده شود. به عبارت دیگر، آزمایش‌های سریعی که وجود آنتی‌ژن را تشخیص می‌دهند، موفقیت کمتری در تشخیص زودهنگام عفونت‌های اولیه و بدون علامت نشان می‌دهند و ممکن است با نتایج نادرست همراه باشند.

حسگر جدید محققان دانشگاه جان هاپکینز دارای حساسیت تست PCR و سرعت تست آنتی ژن است. در آزمایش اول، سنسور دقت 92 درصدی را در تشخیص بیماری عروق ویروس کرونا قلب در نمونه های بزاق نشان داد و نتایج با نتایج PCR قابل مقایسه بود. این حسگر همچنین نتایج قابل توجهی را در تشخیص سریع سایر ویروس ها از جمله “ویروس آنفولانزای نوع A H1N1” و “زیکا” نشان داد.

این حسگر مبتنی بر فناوری لیتوگرافی نانوایمپرینت، فناوری میانجی سطحی پیشرفته رامان (SERS) و یادگیری ماشینی است. از این سنسور می توان برای تست انبوه به صورت تراشه های یکبار مصرف بر روی سطوح سخت یا انعطاف پذیر استفاده کرد.

کلید موفقیت این روش، فناوری به نام FEMIA است که در آزمایشگاه دیوید گراسیاس، پروفسور مهندسی شیمی و مولکولی در دانشگاه جان هاپکینز توسعه یافته است. در این روش، نمونه بزاق بر روی ماده اعمال می‌شود و با استفاده از روش تصویربرداری سطحی تقویت‌شده رامان که از نور لیزر برای مطالعه ارتعاشات مولکول‌های نمونه استفاده می‌کند، آنالیز می‌شود.

از آنجایی که فناوری نانوساختار FEMIA سیگنال رامان ویروس را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، سیستم می تواند حضور ویروس را به سرعت تشخیص دهد. حتی اگر فقط یک اثر کوچک در نمونه وجود داشته باشد. یکی دیگر از نوآوری های مهم این سیستم استفاده از الگوریتم های مکانیکی پیشرفته برای تشخیص شواهد بسیار کوچک در داده های طیفی است که به دانشمندان اجازه می دهد تا حضور دقیق ویروس و چگالی آن را تعیین کنند.

دبادریتا پریا، محقق اصلی این پروژه گفت: «تحلیل بصری بدون علامت همراه با یادگیری ماشینی به ما اجازه می‌دهد یک پلتفرم واحد داشته باشیم که می‌تواند طیف وسیعی از ویروس‌ها را با حساسیت و ویژگی بیشتر و بسیار سریع آزمایش کند.» آهسته و آسان.

مواد حسگر را می توان روی هر سطحی قرار داد. از کلاهک در و ورودی گرفته تا ماسک و منسوجات.

او گفت: «با استفاده از این فناوری‌های نانو، ما حسگرهای بسیار دقیق، قابل تنظیم و مقیاس‌پذیری را برای کشف Quaid-19 توسعه داده‌ایم که هم سفت و هم انعطاف‌پذیر هستند، نه تنها برای استفاده در حسگرهای حیات مبتنی بر تراشه، بلکه برای دستگاه‌های قابل استفاده نیز.» گرسیاس. نیز مهم هستند.

وی افزود: شاید بتوان از این حسگر در یک دستگاه دستی برای تشخیص سریع در مکان های شلوغ مانند فرودگاه ها یا ورزشگاه ها استفاده کرد.

بارمن گفت: “پلتفرم ما فراتر از همه گیری کووید-19 فعلی است.” ما می توانیم از آن برای شناسایی ویروس های مختلف استفاده کنیم. به عنوان مثال، ما می توانیم از آن برای تشخیص بیماری عروق ویروس کرونا قلب از زیرگروه ویروس آنفولانزای A H1N1 استفاده کنیم. این یک مشکل بزرگ است که با تست های سرعت فعلی قابل تشخیص نیست.

تیم تحقیقاتی تحقیقات خود را برای افزایش کاربرد این فناوری با استفاده از مثال های متنوع ادامه می دهد.

این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

46