Używanie smartfona pomoże wykryć wysoce zakaźnego wirusa

Reklama

wt., 09/10/2019 - 14:25 -- magdalenazych

Nowe urządzenie wykorzystuje smartfon i papierowy mikroprzepływowy układ do wykrywania ekstremalnie niskiego poziomu norowirusa.

Norowirus jest zakaźnym wirusem odpowiedzialnym za około 19–21 milionów  przypadków ostrego zapalenia żołądka i jelit rocznie w Stanach Zjednoczonych. W rzeczywistości norowirus jest „główną przyczyną chorób przenoszonych przez żywność” w Stanach Zjednoczonych

Norowirus odpowiada również za do 1,9 miliona wizyt w szpitalu i kolejne 400 000 wizyt na oddziale ratunkowym. Co kosztuje USA około 2 miliardów USD na wydatki na opiekę zdrowotną i utratę wydajności pracy.Wirus może być zakaźny na bardzo niskim poziomie, wystarczy zaledwie 10 cząstek wirusa , aby spowodować infekcję. Dlatego naukowcy z University of Arizona (UA) w Tucson postanowili stworzyć skuteczny sposób wykrywania nawet najmniejszych poziomów wirusa. Trzej badacze współprowadzili projekt: Jeong-Yeol Yoon, z Wydziału Inżynierii Biomedycznej UA; Soo Chung, doktorant w laboratorium Yoon; oraz Kelly A. Reynolds, przewodnicząca Wydziału ds. Społeczności, Środowiska i Polityki w Mel & Enid Zuckerman College of Public Health w UA.

Yoon zaprezentował wyniki badań podczas Narodowego Spotkania i Wystawy Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego Fall 2019 w San Diego w Kalifornii, a artykuł pojawia się teraz w czasopiśmie ACS Omega .

Jak działa tanie i szybkie urządzenie

Wirus może bardzo szybko rozprzestrzeniać się w wodzie. Istniejące urządzenia do wykrywania norowirusa wymagają laboratorium i szeregu mikroskopów, laserów i kosztownych spektrometrów . Są to przyrządy mierzące rodzaje promieniowania i długości fali. W nowej metodzie naukowcy wykorzystali proste materiały, w tym papier i smartfon. Chung wyjaśnia, w jaki sposób papier może przekształcić się w mikroprzepływowe mikroukłady.

„Podłoże papierowe jest bardzo tanie i łatwe do przechowywania, a my możemy łatwo wyprodukować te wióry” - mówi. „Włóknista struktura papieru umożliwia również spontaniczny przepływ cieczy bez użycia systemów pompujących, które zwykle wymagają innych układów, takich jak układy krzemowe”.

Zazwyczaj naukowcy mierzą, w jaki sposób światło odbija się w próbce za pomocą analizy spektrometrycznej. Jednak niejednorodny (porowaty) aspekt papieru, wraz z jego nieprzezroczystością optyczną, może generować „rozproszenie i odbicie tła”. Aby pokonać tę przeszkodę, naukowcy opracowali metodę, w której policzyli koraliki fluorescencyjne zamiast mierzyć natężenie światła. Metoda polega na dodaniu wody do jednego końca papierowego mikroprzepływowego mikroukładu i kulek wykonanych z fluorescencyjnego polistyrenu na drugim końcu.

Każdy z tych maleńkich koralików jest dołączony do przeciwciała, które zwalcza wirusa. Jeśli norowirus jest obecny w wodzie, kilka przeciwciał atakuje go, przyczepiając się do cząsteczki wirusa i tworząc grudkę fluorescencyjną.

„Cząsteczki norowirusa są zbyt małe, aby można je było sfotografować pod mikroskopem smartfona, podobnie jak przeciwciała” - wyjaśnia Yoon. „Ale kiedy masz dwa, trzy lub więcej z tych koralików połączonych ze sobą, oznacza to, że jest tam norowirus, powodując agregację kulek”.

Grudki koralików są wystarczająco duże, aby smartfon mógł je podnieść i sfotografować. Naukowcy stworzyli także aplikację na smartfony, która liczy cząsteczki norowirusa w próbce.

„Nie musisz być naukowcem ani inżynierem, aby obsługiwać urządzenie” - mówi Yoon. „Analiza zostanie wykonana automatycznie przez aplikację na smartfona, więc musisz się tylko martwić o załadowanie próbki wody do układu”.

Urządzenie jest również tanie, a jego najdroższy komponent kosztuje mniej niż 50 USD.

„Postępy w szybkim monitorowaniu ludzkich wirusów w wodzie są niezbędne dla ochrony zdrowia publicznego”, mówi Reynolds.

Autor: 
Aleksandra Gadocha
Źródło: 

medicalnewstoday.com

Dział: 

Reklama