Påvisning af små mængder virus ved tidlige infektioner

Diagnostiske apparater, der bruges i hjemmet eller på lægekontorer, er ofte ikke følsomme nok til at opdage små mængder af en virus, der kan være til stede i prøver fra asymptomatiske patienter, som kan forekomme i et tidligt stadie af COVID-19. I Biomikrofluidik, , videnskabsmænd rapporterer om en membranbaseret opfindelse, der kan koncentrere virusindholdet i en prøve af urin eller spyt, gør det muligt at opdage det.

For at øge prøvekoncentrationen, tidligere grupper har brugt gelpartikler, koblet til et kemisk farvestof, at fange og opdage en virus, men denne tilgang er begrænset til specifikke vira, der kan binde til farvestoffet. Ud over, testtiden kan være mere end 30 minutter og kræver dyrt udstyr.

Andre tilgange er blevet prøvet, men alle mangler evnen til at diagnosticere forskellige vira eller andre biosubstanser af interesse, såsom humant choriongonadotropin, et hormon til stede i urinen under graviditet.

Forskere ved University of Cincinnati og Wright-Patterson Air Force Base prøvede to forskellige enheder, begge baseret på lignende membran-filtersystemer.

Den første enhed var en fuldt integreret koncentrationsenhed koblet med en komponent, der kunne detektere den pågældende virus. Et vakuum blev brugt til at trække vand gennem membranen, efterlader virussen i en mere koncentreret opløsning, og prøven blev analyseret i den samme anordning.

"Den tid, der var nødvendig for at fuldføre koncentrationsprocessen, var meget langsom, " sagde forfatter Amy Drexelius. "I gennemsnit, hver enhed tog omkring 30 minutter at fuldføre koncentrationsprocessen. Vi, derfor, konkluderede, at den vakuumdrevne auto-stage-enhed ikke er praktisk anvendelig og vendte sig til en alternativ enhed, der bruger et meget højere positivt tryk."

Den anden enhed blev overvejet, fordi efterforskerne indså, at ved at påføre højt tryk, i stedet for højvakuum, de kunne øge trykforskellen mellem prøven og omgivelserne. En nitrogengastank og regulator blev fastgjort til deres anden enhed, tillader påføring af op til 100 pund pr. kvadrattomme tryk.

Gruppen undersøgte rigtige biovæsker, spyt og urin, tilsat prøver af protein fra influenza A-virus. Andre prøver indeholdt HCG.

"Testresultaterne var ekstremt konsistente med den anden enhed, viser et koncentrationsresultat på 33 gange så meget som den oprindelige prøve, " sagde Drexelius. "Forkoncentration af en 1-milliliter prøve kunne opnås på fem minutter eller endnu hurtigere med højere påførte tryk."

Den nye coronavirus, der forårsager COVID-19, blev ikke testet, men metoden burde virke for det, da teknologien med succes kunne påvise influenza A. Begge er luftvejsvira, der sandsynligvis er til stede i spyt. Teknikken er, ud over, lovende til graviditetstest, hvor tidlige resultater også er yderst ønskelige.