Ny sensor kan snart teste for coronavirus og influenza samtidigt

Den nye coronavirus er blevet sammenlignet med influenza næsten fra det øjeblik, den dukkede op i slutningen af ​​2019. De deler en række forskellige symptomer, og i mange tilfælde, en influenzatest er en del af processen til diagnosticering af COVID-19.

Forskere ved University of Texas i Austin udvikler nu en ny sensor, der kan kende forskel på de to sygdomme og teste for begge samtidigt. Udviklingen kommer, da folkesundhedseksperter forventer en stigning i sager i løbet af efteråret og vinteren. At vide, om en patient er syg med influenza eller coronavirus, er afgørende, fordi det informerer om behandlingsbeslutninger og infektionskontrolforanstaltninger, potentielt spare skattekroner og reducere arbejde for medicinsk personale.

"Med en anden bølge af coronavirus vil sandsynligvis dukke op lige efterhånden som vi kommer ind i influenzasæsonen, der er et presserende behov for diagnostik, der kan skelne mellem COVID-19 og influenza, " sagde Deji Akinwande, en professor i Cockrell School of Engineerings afdeling for elektro- og computerteknik.

En dobbelttest forbedrer de nuværende muligheder på flere måder, siger forskerne. Det er mere bekvemt for patienter, der ikke behøver at få udført flere tests. Det sparer også tid for medicinsk personale, når ressourcerne er strakte. En dobbelttest ville også reducere brugen af ​​næsepodninger - da en er nødvendig for hver COVID-19- eller influenzatest - midt i mangel på udstyr.

Akinwande og hans forskerhold modtog for nylig en bevilling fra National Science Foundation for arbejdet. De har udviklet en prototype enhed og begynder den eksperimentelle proces.

Sensoren er på størrelse med et mikro-USB-drev og er infunderet med antistoffer af både COVID-19 og influenza. En del af enheden er kun følsom over for influenza, mens en anden del kun vil reagere på coronavirus. Holdet har endnu ikke besluttet, hvordan testen ville blive udført, men det kunne gøres via spytprøver.

"At bygge en simpel sensor til at detektere COVID-19 alene ville ikke være en stor fordel for os, fordi der allerede er flere forskellige måder at gøre det på, " sagde Dmitry Kireev, en postdoc i el- og computerteknik, der arbejder på projektet. "Skelnen i vores arbejde er at udvikle en dobbelt sensor, der hurtigt kan skelne mellem begge sygdomme."

Forskerne planlægger at bruge inaktive prøver af COVID-19 og influenza til indledende test af enheden, og de vil måle, hvor godt sensoren forbinder med coronaviruss spidsproteiner, som hjælper det ind i menneskelige celler ved at binde sig til dem.

For at udvikle sensoren, holdet implementerer "vidundermaterialet" grafen, konstrueret til elektrolyt-gatede felteffekttransistorer som føleelementer. Atomtykkelsen af ​​grafen skaber ekstrem følsomhed over for alt med en ladning, herunder biomolekyler såsom vira, hvilket gør den ideel som en del af en sensor.

Arbejdet bygger på et projekt, som holdet startede sidste år for at skabe grafenbaserede biosensorer. Sammen med forskere fra Nigeria, holdet indsendte for nylig et papir til en biosensor til at påvise jern-(ferritin)-mangel hos børn. I arbejdet, holdet kombinerede grafen med anti-ferritin-antistoffer, gør biosensorerne reaktive på det ene biomolekyle.

"Det blev klart, at bare ved at ændre antistoffet, vi kunne dreje platformen til at fokusere på coronavirus, " sagde Akinwande.

Teamet arbejder sammen med Andy Ellington, en professor ved Institut for Molekylær Biovidenskab på College of Natural Sciences, at integrere antistofferne i sensorerne, og Akinwande sagde, at han håber at arbejde med yderligere samarbejdspartnere på UT og andre steder.

Hvis prototypen, som holdet har skabt, viser sig at være effektiv i eksperimenter, hvilket vil tage et par måneder at bestemme, de vil søge at samarbejde med en virksomhed for at opskalere produktionen.