Датчик быстро обнаруживает инфекцию COVID-19

Одна из особенностей вируса COVID-19, из-за которой его так сложно сдерживать, заключается в том, что он может легко передаваться другим людям от человека, у которого еще нет никаких признаков инфекции. Носитель вируса может чувствовать себя прекрасно и заниматься своими повседневными делами - брать вирус с собой на работу, в дом члена семьи или на общественные собрания, сообщает портал mzhost.ru.

Поэтому важнейшей частью глобальных усилий по сдерживанию распространения пандемии является разработка тестов, которые могут быстро выявлять инфекции у людей, у которых еще нет симптомов.

Теперь исследователи Калифорнийского технологического института разработали новый тип мультиплексного теста (тест, который объединяет несколько видов данных) с недорогим датчиком, который может позволить проводить домашнюю диагностику инфекции COVID с помощью быстрого анализа небольших объемов слюны или крови. без участия медицинского работника менее чем за 10 минут.

Исследование проводилось в лаборатории Вэй Гао, доцента кафедры медицинской инженерии Эндрю и Пегги Чернг. Ранее Гао и его команда разработали беспроводные датчики, которые могут отслеживать такие состояния, как подагра, а также уровни стресса, обнаруживая чрезвычайно низкие уровни определенных соединений в крови, слюне или поте.

Датчики Гао изготовлены из графена, углеродистой формы в виде листов. Пластиковый лист, вытравленный лазером, создает трехмерную структуру графена с крошечными порами. Эти поры создают большую площадь поверхности сенсора, что делает его достаточно чувствительным для обнаружения с высокой точностью соединений, которые присутствуют только в очень малых количествах. В этом сенсоре графеновые структуры связаны с антителами, молекулами иммунной системы, которые чувствительны к определенным белкам, например, на поверхности вируса COVID.

Предыдущие версии датчика были пропитаны антителами к гормону кортизолу, связанному со стрессом, и мочевой кислоте, которая в высоких концентрациях вызывает подагру. Новая версия сенсора, которую Гао назвал SARS-CoV-2 RapidPlex, содержит антитела и белки, которые позволяют ему определять присутствие самого вируса; антитела, созданные организмом для борьбы с вирусом; и химические маркеры воспаления, которые указывают на тяжесть инфекции COVID-19.

«Это единственная платформа телемедицины, которую я видел, которая может предоставить информацию о заражении в трех типах данных с помощью одного датчика», - говорит Гао. «Всего за несколько минут мы можем одновременно проверить эти уровни, чтобы получить полную картину об инфекции, включая раннюю инфекцию, иммунитет и степень тяжести».

Для получения результатов от существующих технологий тестирования на COVID обычно требуются часы или даже дни. Эти технологии также требуют дорогостоящего и сложного оборудования, тогда как система Гао проста и компактна.

Пока что устройство было протестировано только в лаборатории с небольшим количеством образцов крови и слюны, полученных в медицинских исследовательских целях от людей, у которых был положительный или отрицательный результат на COVID-19. Хотя предварительные результаты показывают, что датчик является очень точным, необходимо провести более крупномасштабный тест с реальными пациентами, а не с лабораторными образцами, предупреждает Гао, чтобы окончательно определить его точность.

После завершения пилотного исследования Гао планирует проверить, как долго датчики работают при регулярном использовании, и начать их тестирование на госпитализированных пациентах с COVID-19. После тестирования в больнице он хотел бы изучить пригодность тестов для использования в домашних условиях. После тестирования устройство должно получить одобрение регулирующих органов, прежде чем оно станет доступным для широкого использования в домашних условиях.

«Наша конечная цель - использование в домашних условиях», - говорит он. «В следующем году мы планируем отправить их по почте людям из группы высокого риска для тестирования на дому. А в будущем эту платформу можно будет модифицировать для других типов тестирования на инфекционные заболевания дома».

Документ с описанием исследования под названием «SARS-CoV-2 RapidPlex: мультиплексированная телемедицинская платформа на основе графена для быстрой и недорогой диагностики и мониторинга COVID-19» был опубликован в Интернете и будет опубликован в декабрьском номере журнала. журнал Matter . Соавторы - бывший научный сотрудник медицинской инженерии Ребека М. Торренте-Родригес, аспиранты медицинского инженерного факультета Хизер Лукас, Цзяобин Ту (MS '20), Джихонг Мин (MS '19), Иран Ян (MS '18) и Чанхао. Сюй (MS '20); и Гарри Б. Росситер из медицинского центра Харбор-Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе.

Финансирование исследования было предоставлено Национальными институтами здравоохранения; Программа исследования заболеваний, связанных с табаком, агентство штата Калифорния, сосредоточенное на сокращении употребления табака; Институт трансляционных исследований Меркина; и Институт трансляционных исследований космического здоровья.