Forskere afslører sensor, der hurtigt opdager COVID-19-infektion

Et træk ved COVID-19-virussen, der gør den så vanskelig at indeholde, er, at den let kan spredes til andre af en person, der endnu ikke har vist tegn på infektion. Virusens bærer kan føle sig godt tilpas og gå i gang med deres daglige forretning - tage virussen med på arbejde, til et familiemedlems hjem, eller til offentlige sammenkomster.

En afgørende del af den globale indsats for at dæmme op for spredningen af ​​pandemien, derfor, er udviklingen af ​​tests, der hurtigt kan identificere infektioner hos mennesker, der endnu ikke er symptomatiske.

Nu, Caltech-forskere har udviklet en ny type multiplekset test (en test, der kombinerer flere slags data) med en billig sensor, der kan muliggøre hjemme-diagnose af en COVID-infektion gennem hurtig analyse af små mængder spyt eller blod, uden inddragelse af en læge, på mindre end 10 minutter.

Undersøgelsen blev udført i laboratoriet af Wei Gao, adjunkt i Andrew og Peggy Cherng -afdelingen for medicinsk teknik .. Tidligere har Gao og hans team har udviklet trådløse sensorer, der kan overvåge forhold såsom gigt, samt stressniveauer, gennem påvisning af ekstremt lave niveauer af specifikke forbindelser i blod, spyt, eller sved.

Gaos sensorer er lavet af grafen, en arklignende form for kulstof. Et plastfolie ætset med en laser genererer en 3-D grafenstruktur med små porer. Disse porer skaber en stor mængde overfladeareal på sensoren, hvilket gør den følsom nok til at opdage, med høj nøjagtighed, forbindelser, der kun findes i meget små mængder. I denne sensor, grafenstrukturer er koblet med antistoffer, immunsystemmolekyler, der er følsomme over for specifikke proteiner, ligesom dem på overfladen af ​​en COVID -virus, for eksempel.

Tidligere versioner af sensoren blev imprægneret med antistoffer mod hormonet cortisol, som er forbundet med stress, og urinsyre, som ved høje koncentrationer forårsager gigt. Den nye version af sensoren, som Gao har navngivet SARS-CoV-2 RapidPlex, indeholder antistoffer og proteiner, der gør det muligt at detektere tilstedeværelsen af ​​selve virussen; antistoffer skabt af kroppen for at bekæmpe virussen; og kemiske markører for betændelse, som angiver sværhedsgraden af ​​COVID-19-infektionen.

"Dette er den eneste telemedicinske platform, jeg har set, der kan give information om infektionen i tre typer data med en enkelt sensor, "Siger Gao." På bare et par minutter, vi kan samtidig kontrollere disse niveauer, så vi får et fuldstændigt billede af infektionen, herunder tidlig infektion, immunitet, og sværhedsgrad. "

Etablerede COVID-testteknologier tager normalt timer eller endda dage at producere resultater. Disse teknologier kræver også dyre, kompliceret udstyr, der henviser til, at Gaos system er enkelt og kompakt.

Indtil nu, enheden er kun blevet testet i laboratoriet med et lille antal blod- og spytprøver udtaget til medicinsk forskning fra personer, der har testet positivt eller negativt for COVID-19. Selvom foreløbige resultater indikerer, at sensoren er meget præcis, der skal udføres en større test med virkelige patienter frem for laboratorieprøver, Gao advarer, for endegyldigt at bestemme dens nøjagtighed.

Da pilotundersøgelsen nu er afsluttet, Gao planlægger derefter at teste, hvor længe sensorerne holder ved regelmæssig brug, og for at begynde at teste dem med indlagte COVID-19-patienter. Efter test på hospitalet, han vil gerne undersøge testernes egnethed til hjemmebrug. Efter test, enheden skal modtage myndighedsgodkendelse, før den er tilgængelig til udbredt brug derhjemme.

"Vores ultimative mål er virkelig hjemmebrug, "siger han." I det følgende år, Vi planlægger at sende dem til personer med høj risiko til hjemmetest. Og i fremtiden, denne platform kunne ændres til andre former for test af infektionssygdom derhjemme. "

Papiret, der beskriver forskningen, med titlen, "SARS-CoV-2 RapidPlex:En grafenbaseret multiplekset telemedicinsk platform til hurtig og billig COVID-19 diagnose og overvågning, "er blevet offentliggjort online og vil blive vist i decembernummeret af tidsskriftet Stof .