ابزار جدیدی را می توان روی گوشی هوشمند نصب کرد تا به سرعت ویروس زیکا را در خون آزمایش کند



همانطور که در مورد همه‌گیری COVID-19 مشاهده شد، روش‌های تشخیص سریع، ساده، دقیق و حساس برای شناسایی پاتوژن‌های ویروسی و کنترل شیوع بیماری‌های عفونی حیاتی هستند. متأسفانه، روش های مبتنی بر آزمایشگاه اغلب به پرسنل آموزش دیده نیاز دارند و شامل روش های پیچیده ای هستند. در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign تلاش های خود را برای توسعه ابزاری ترکیب کردند که می تواند بر روی گوشی هوشمند نصب شود تا به سرعت ویروس زیکا را در یک قطره خون آزمایش کند.

ویروس زیکا در درجه اول از طریق منتقل می شود Aedes Aegypti پشه ها اگرچه این بیماری عمدتاً بدون علامت است یا در بزرگسالان علائم خفیفی دارد، اما در صورتی که مادران آنها در اوایل بارداری به این بیماری مبتلا شوند، باعث اختلالات رشدی در نوزادان تازه متولد شده می شود. در حال حاضر، این ویروس در بیش از 87 کشور در حال پخش است و سالانه هزاران نفر را مبتلا می کند و نیاز به آزمایش و اقدامات کنترلی بهتری دارد.

ویروس های منتقله از پشه باعث بیماری های جدی می شوند، اما علائم مشابهی دارند. اگر زیکا، مالاریا، دنگی یا چیکونگونیا دارید، ممکن است با تب به پزشک مراجعه کنید و او دلیل آن را نداند. اما مهم است که بدانیم آیا زیکا است، به خصوص اگر بیمار یک زن باردار باشد، زیرا عواقب آن برای جنین در حال رشد واقعاً شدید است.


برایان کانینگهام (مدیر CGD/MMG)، صندلی وقف فارغ التحصیلان اینتل در مهندسی برق و کامپیوتر

عفونت‌های ویروس زیکا در حال حاضر از طریق آزمایش‌های واکنش زنجیره‌ای پلیمراز که در آزمایشگاه انجام می‌شوند، شناسایی می‌شوند که می‌تواند ماده ژنتیکی ویروس را تقویت کند و به دانشمندان امکان تشخیص آن را بدهد. در مطالعه جدید، محققان از تقویت ایزوترمال با واسطه حلقه برای شناسایی ویروس در نمونه‌های خون با استفاده از رویکردی مناسب برای کلینیک‌های مراقبتی استفاده کردند. در حالی که PCR برای تقویت ماده ژنتیکی به 20-40 تغییر دما نیاز دارد، LAMP فقط به یک درجه حرارت 65 درجه سانتیگراد نیاز دارد که کنترل آن را آسان‌تر می‌کند. علاوه بر این، آزمایش‌های PCR به وجود آلاینده‌ها، به‌ویژه سایر اجزای نمونه خون بسیار حساس هستند. در نتیجه، نمونه ابتدا قبل از استفاده خالص سازی می شود. از طرف دیگر، LAMP به چنین مرحله تصفیه نیاز ندارد.

یک کارتریج که حاوی معرف های مورد نیاز برای شناسایی ویروس است، برای انجام آزمایش در حالی که ابزار بر روی گوشی هوشمند بسته شده است، وارد ابزار می شود. هنگامی که بیمار یک قطره خون اضافه می کند، یک مجموعه از مواد شیمیایی ویروس ها و سلول های خونی را در عرض پنج دقیقه می شکند. بخاری زیر کارتریج آن را تا دمای 65 درجه سانتی گراد گرم می کند. سپس مجموعه دومی از مواد شیمیایی ماده ژنتیکی ویروسی را تقویت می‌کند و اگر نمونه خون حاوی ویروس زیکا باشد، مایع داخل کارتریج به رنگ سبز روشن در می‌آید. کل فرآیند 25 دقیقه طول می کشد.

کانینگهام گفت: “جنبه جالب دیگر این است که ما خواندن را با یک گوشی هوشمند انجام می دهیم.” ما یک دستگاه گیره طراحی کرده‌ایم که دوربین پشتی گوشی هوشمند در حین تقویت به کارتریج نگاه می‌کند. هنگامی که یک واکنش مثبت وجود دارد، شکوفه‌های سبز رنگ فلورسانس را می‌بینید که در نهایت کل کارتریج را با نور سبز پر می‌کند. “

محققان اکنون در حال توسعه دستگاه های مشابهی برای شناسایی همزمان سایر ویروس های منتقله از پشه هستند و در حال کار بر روی کوچکتر کردن دستگاه ها هستند. کانینگهام گفت: “اگرچه ردیاب گیره ای ما بسیار کوچک است، اما فضای زیادی توسط باتری ها اشغال می شود. در نسخه بعدی، انرژی آن از باتری گوشی تامین می شود.”

منبع:

موسسه زیست شناسی ژنومی کارل آر ووز، دانشگاه ایلینوی در اوربانا-شامپین

مرجع مجله:

Jankelow، AM، و همکاران (2022) ابزار گیره دار گوشی هوشمند و پردازنده میکروسیال برای تشخیص سریع نمونه تا پاسخ ویروس زیکا در خون کامل با استفاده از RT-LAMP فضایی. تحلیلگر. doi.org/10.1039/d2an00438k.



منبع