سریع ترین روش تشخیص کووید 19 ابداع شد

محققان در این پروژه سنسور جدیدی ساخته اند که نیازی به آماده سازی نمونه ندارد و به حداقل تجربه نیاز دارد. با چنین قابلیت هایی، این سنسورها نسبت به روش های تست موجود، به ویژه تست های گسترده، مزیت قابل توجهی دارند.

ایشان بارمن، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز و یکی از محققین پروژه می گوید: «به سادگی یک قطره نمک روی دستگاه می ریزد و نتیجه منفی یا مثبت می گیرد. نکته اصلی این است که این روش نیازی به تغییرات شیمیایی مانند برچسب زدن مولکولی یا عامل دار کردن ضد تب ندارد. این بدان معنی است که این سنسور در نهایت می تواند در دستگاه های لباس استفاده شود.

وی افزود: این فناوری جدید ممکن است از محدودیت های موجود در آزمایشات کووید-19 فراتر رود، اما هنوز در بازار موجود نیست.

آزمایش “واکنش زنجیره ای پلیمراز” (PCR) بسیار دقیق است، اما به فرآیند آماده سازی نمونه پیچیده نیاز دارد و از چند ساعت تا چند روز طول می کشد تا نتایج در آزمایشگاه آماده شود. به عبارت دیگر، آزمایش‌های سریعی که وجود آنتی‌ژن را تشخیص می‌دهند، موفقیت کمتری در تشخیص زودهنگام عفونت‌های اولیه و بدون علامت نشان می‌دهند و ممکن است با نتایج اشتباه همراه باشند.

حسگر جدیدی از محققان دانشگاه جان هاپکینز دارای حساسیت تست PCR و سرعت تست آنتی ژن است. در آزمایش اولیه، سنسور دقت 92 درصدی را در تشخیص کرونا در نمونه‌های آزمایشی نشان داد و نتایج با نتایج PCR مطابقت داشت. این حسگر همچنین موفقیت قابل توجهی در شناسایی سریع سایر ویروس ها از جمله “ویروس آنفولانزای زیر تیپ A H1N1” و “زیکا” نشان داد.

این حسگر مبتنی بر فناوری‌های «لیتوگرافی نانوایمپرنت»، «واسطه سطحی پیشرفته رامان» (SERS) و یادگیری ماشینی است. این سنسور را می توان برای تست جرم به صورت تراشه های مقاومتی بر روی سطوح سخت یا جامد استفاده کرد.

کلید موفقیت این روش، فناوری 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 ماده قرار داده می شود و با استفاده از روش تصویربرداری میانی پیشرفته رامان که از نور لیزر برای بررسی ارتعاش مولکول های نمونه استفاده می کند، آنالیز می شود.

از آنجایی که فناوری نانوساختار FEMIA سیگنال رامان ویروس را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، سیستم می تواند حضور ویروس را به سرعت تشخیص دهد. اگرچه فقط اثرات جزئی در نمونه وجود دارد. یکی دیگر از نوآوری های مهم این سیستم، استفاده از الگوریتم های پیشرفته یادگیری ماشینی برای تشخیص علائم بسیار کوچک در داده های طیف سنجی است که به محققان امکان می دهد تا حضور ویروس و تشعشعات آن را به دقت تعیین کنند.

دبادریتا پریا، محقق اصلی این پروژه، گفت: “استارت آپ نوری بدون برچسب همراه با یادگیری ماشینی به ما اجازه می دهد تا پلتفرمی منحصر به فرد داشته باشیم که می تواند انواع ویروس ها را با حساسیت و بسیار سریع شناسایی و انتخاب کند.”

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

Gracias گفت: “با استفاده از این فناوری نانو، ما سنسورهای Quaid-19 بسیار دقیق، دقیق و توزیع شده را توسعه داده‌ایم که هم سفت و هم انعطاف‌پذیر هستند، نه تنها برای استفاده در حسگرهای زیستی مبتنی بر تراشه، بلکه برای دستگاه‌های فرسوده نیز.” مهم.

وی افزود: این حسگر می تواند در یک دستگاه دستی برای تشخیص سریع در مکان های شلوغ مانند فرودگاه یا استادیوم استفاده شود.

بارمن گفت: پلت فرم ما فراتر از همه گیری کووید-19 فعلی است. ما می توانیم از آن برای شناسایی ویروس های مختلف استفاده کنیم. به عنوان مثال، می‌توانیم از آن برای تشخیص ویروس کرونا از ویروس آنفلوانزای نوع A H1N1 استفاده کنیم. این مشکل بزرگی است که با استفاده از تست های سریع موجود دیده نمی شود.

تیم تحقیقاتی در حال ادامه تحقیقات خود با مثال های فراوان برای گسترش کاربرد این فناوری است.

این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

46