سریع ترین روش تشخیص کووید 19 ابداع شد

محققان در این پروژه حسگر جدیدی ساخته اند که نیازی به آماده سازی نمونه ندارد و حداقل تجربه را می طلبد. این ویژگی ها به این سنسورها مزایای قابل توجهی نسبت به روش های آزمایش فعلی، به ویژه آزمایش های گسترده می دهد.

یکی از محققان این پروژه، ایشان بارمن، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز، گفت: “به سادگی یک قطره بزاق بر روی دستگاه ریخته می شود و نتیجه منفی یا مثبت می گیرید.” نکته کلیدی این است که این روش نیازی به تغییرات شیمیایی مانند برچسب گذاری مولکولی یا عامل دار کردن آنتی بادی ندارد. این بدان معناست که این سنسور در نهایت می تواند در دستگاه های پوشیدنی استفاده شود.

وی افزود: «این فناوری جدید ممکن است بر محدودیت‌های آزمایش کووید-19 فعلی غلبه کند، اما هنوز وارد بازار نشده است.»

اگرچه آزمایش‌های «واکنش زنجیره‌ای پلیمراز» (PCR) بسیار دقیق هستند، اما نیاز به آماده‌سازی نمونه پیچیده دارند و آماده‌سازی نتایج در آزمایشگاه ساعت‌ها تا روزها طول می‌کشد. به عبارت دیگر، آزمایش‌های سریعی که وجود آنتی‌ژن را تشخیص می‌دهند ممکن است در تشخیص زودهنگام عفونت‌های اولیه و بدون علامت موفق نباشند و با نتایج اشتباه همراه باشند.

حسگر جدید توسعه یافته توسط محققان دانشگاه جان هاپکینز، حساسیت تست PCR را با سرعت تست آنتی ژن ترکیب می کند. در آزمایش‌های اولیه، دقت سنسور ۹۲ درصد در تشخیص ویروس کرونا در نمونه‌های بزاق بود و نتایج مشابه نتایج PCR بود. این حسگر همچنین موفقیت چشمگیری در شناسایی سریع سایر ویروس ها از جمله “ویروس آنفولانزای نوع A H1N1” و “زیکا” نشان داده است.

این حسگرها بر اساس تکنیک‌های «لیتوگرافی نانوامپرینت»، «میانجی سطحی تقویت‌شده با رامان» (SERS) و تکنیک‌های یادگیری ماشین هستند. این سنسورها را می توان برای تست های با حجم بالا در قالب تراشه های یکبار مصرف بر روی سطوح سخت یا انعطاف پذیر استفاده کرد.

راز موفقیت این روش تکنیکی به نام FEMIA است که در آزمایشگاه دیوید گراسیاس، استاد مهندسی شیمی و بیومولکولی در دانشگاه جان هاپکینز توسعه یافته است. در این روش، یک نمونه بزاق بر روی یک ماده قرار می گیرد و با کمک روش تصویربرداری سطحی تقویت شده رامان، که از نور لیزر برای بررسی ارتعاشات مولکول های نمونه استفاده می کند، آنالیز می شود.

از آنجایی که فناوری نانوساختار FEMIA سیگنال رامان ویروس را تا حد زیادی تقویت می کند، سیستم می تواند به سرعت حضور ویروس را تشخیص دهد. حتی اگر فقط یک اثر کوچک روی نمونه وجود داشته باشد. یکی دیگر از نوآوری های مهم این سیستم استفاده از الگوریتم های پیشرفته یادگیری ماشینی برای تشخیص سیگنال های بسیار کوچک در داده های طیفی است که به محققان این امکان را می دهد تا حضور و چگالی ویروس ها را به دقت تعیین کنند.

دبادریتا پریا، محقق ارشد این پروژه گفت: «تشخیص نوری بدون برچسب همراه با یادگیری ماشینی به ما اجازه می‌دهد تا یک پلتفرم واحد برای آزمایش طیف گسترده‌ای از ویروس‌ها با حساسیت و گزینش‌پذیری بیشتر داشته باشیم.»

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

Gracias گفت: با استفاده از این فناوری نانو، ما یک حسگر بسیار دقیق، قابل تنظیم و مقیاس پذیر برای تشخیص قوی و انعطاف پذیر Quaid-19 ایجاد کرده ایم که می تواند نه تنها در حسگرهای زیستی مبتنی بر تراشه بلکه در دستگاه های پوشیدنی نیز استفاده شود. مهم.

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

بارمن گفت: “پلتفرم ما فراتر از همه گیری کووید-19 فعلی است.” می توان از آن برای شناسایی سایر ویروس ها استفاده کرد. به عنوان مثال، می توان از آن برای افتراق ویروس کرونا از ویروس آنفولانزای نوع A H1N1 استفاده کرد. این یک مشکل بزرگ است که با آزمایش سریع فعلی قابل تشخیص نیست.

تیم تحقیقاتی در حال ادامه تحقیقات برای گسترش کاربرد این فناوری از طریق موارد مختلف است.

این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

46