Mașinile Nespresso, care prepară espresso și cafea din capsule de cafea, pot fi folosite pentru testele cuțite.
Mașinile Nespresso, care prepară espresso și cafea din capsule de cafea, pot fi folosite pentru testele cuțite.
Manu Padilla / Shutterstock 

Trecerea la munca la domiciliu a avut provocările sale pentru noi toți, dar atunci când treaba ta implică cercetarea aplicațiilor biologice pentru nanotehnologie, aceste studii sunt puțin mai complicate decât jonglarea cu utilizarea în bandă largă a gospodăriei. Deci, exclus din laboratorul său, s-ar putea să vă așteptați în mod rezonabil la cercetarea chimistului organic Vittorio Saggiomo, din grupul Bionanotehnologie la Universitatea Wageningen & Cercetare în Țările de Jos, să fi ajuns la o oprire dureroasă.

Dar Saggiomo este un tip creativ, imaginativ, așa că a început să se întrebe dacă ar putea folosi aparatele de uz casnic obișnuite în lupta împotriva COVID-19. Mai exact, ar putea crea un test la domiciliu ieftin, extrem de sensibil pentru virus? Se pare că putea. Echipa sa a postat acum ideea pe un server de preimprimare, ChemArxiv. Lucrarea nu a fost încă examinată de alți oameni de știință.

Momentan, există două tipuri principale de test COVID-19: testul PCR și testul de debit lateral (LFT). Testul PCR standard de aur verifică prezența virusului prin detectarea materialului său genetic cunoscut sub numele de ARN. Dar există o cantitate foarte mică de material viral într-un tampon, astfel încât materialul trebuie transformat în ADN și amplificat înainte de a fi detectat. Și acest lucru se realizează prin „reacția în lanț a polimerazei”, Ceea ce înseamnă PCR.

Procesul implică cicluri repetate printr-o gamă de temperaturi cuprinse între 50 ° C și 90 ° C. În timpul fiecărui ciclu, cantitatea de ADN se dublează, deci după 30 de cicluri, peste un miliard de copii ale materialului viral pot fi create dintr-o singură fir de material de pornire. Materialul amplificat este apoi detectat cu etichete fluorescente care se atașează la secvențele de ADN viral.


innerself abonare grafică


Ca atare, PCR este o tehnică extrem de sensibilă, dar are nevoie de materiale și echipamente specializate pentru a efectua. Acesta este motivul pentru care testele sunt trimise la un laborator și este nevoie de o zi sau două pentru a obține rezultatul.

Al doilea test comun este test de debit lateral (LFT). Acestea funcționează prin detectarea fragmentelor de cochilii de proteine ​​virale. Înglobate în benzile LFT sunt anticorpi care se leagă de virus. Acești anticorpi sunt etichetați cu mici particule de aur, care par roșii, permițându-le să le vedeți pe dispozitivul de testare. Anticorpii marcați se acumulează pe benzi distincte pe LFT, în funcție de prezența sau nu a virusului.

LFT-urile sunt rapide, ieftine și ușor de utilizat, făcându-le ideale pentru testarea în comunitate și acasă. Dar ei sunt nici pe departe la fel de sensibil ca teste PCR - vor identifica doar persoanele cu încărcături virale ridicate. Acest lucru înseamnă că multe persoane infectate vor obține un rezultat fals negativ în urma unor astfel de teste.

Testele CoroNaspresso

În mod ideal, avem nevoie de un test la domiciliu la fel de ușor de utilizat ca LFT-urile, dar la fel de sensibil ca testul PCR. Un candidat excelent este o metodă numită amplificare izotermă mediată prin buclă (Lampă). Acest lucru funcționează de-a lungul unor principii foarte similare cu PCR, producând mai multe copii ale materialului genetic de pornire - pe care le puteți obține de la un tampon -, dar are câteva avantaje cheie.

De exemplu, poate fi combinat cu o „citire color” la îndemână. Când apare reacția Lamp, provoacă o creștere a acidității probei. Aceasta înseamnă că puteți adăuga o substanță care își schimbă culoarea în funcție de valoarea pH-ului în amestecul de reacție, oferind o indicație vizuală a unui rezultat pozitiv sau negativ. Un alt avantaj este că reacțiile lămpii se desfășoară la o temperatură fixă ​​(aproximativ 65 ° C) în loc să necesite un ciclu constant printr-o gamă de temperaturi.

Cu toate acestea, Lamp încă are nevoie de un control fin al temperaturii. Sistemele de control al temperaturii - fie ele într-o mașină PCR, un instrument Lamp sau un cuptor de uz casnic - sunt obținute de obicei cu termostate electronice. Cu toate acestea, realizarea și livrarea de noi dispozitive electronice special concepute pentru testele de lampă la domiciliu nu este practic (în special în mijlocul unei pandemii). Așa că Saggiomo a încercat să găsească o cale de a rezolva acest lucru. A lovit substanțe numite materiale pentru schimbarea fazei care absorb energia (căldura) pe măsură ce se topesc și astfel mențin o temperatură constantă.

După ce a găsit o ceară făcută dintr-un astfel de material care s-a topit exact la temperatura necesară, Saggiomo a început să construiască un dispozitiv pentru a adăposti tuburile de reacție ale lămpii și bucăți de ceară. Apoi, acest lucru trebuia introdus în alt material care putea fi încălzit. Carcasa perfectă s-a dovedit a-l privi în față în timp ce își pregătea cafeaua de dimineață: capsulele aparatului de cafea Nespresso.

Ultimul pas a fost doar găsirea modului potrivit de a încălzi capsulele. După ce a încercat mașina de spălat vase (a funcționat, dar probele s-au pierdut), cuptorul cu microunde (a eșuat, deoarece tuburile s-au supraîncălzit și capacele au ieșit) și cupele pline cu apă fierbinte (control insuficient asupra temperaturii), Saggiomo s-a așezat pe o tigaie simplă de apă care fierbe pe o plită. Dispozitivul „CoroNaspresso” rezultat, atunci când a fost testat de alți membri ai echipei, cu tampoane de la șase persoane, a identificat corect trei cazuri de COVID-19 (acestea aveau o culoare diferită de testele negative).

Test covid acasă.
Test covid acasă.
Tweet de @V_Saggiomo

Testul, inclusiv capsulele, ceara de schimbare de fază și flacoanele în care se introduce material genetic, ar fi ușor de produs în milioane. Oamenii ar putea apoi să tamponeze material genetic acasă și să încălzească capsulele pentru a obține rezultatele lor. Aceste dispozitive sunt, de asemenea, ieftine (aproximativ 0.20 EUR), ușor de realizat, ușor de utilizat și în mare măsură reciclabile. Poate că vom vedea în curând testele CoroNespresso în casele noastre, pur și simplu nu le confundați cu păstăile obișnuite de cafea.Conversaţie

Despre autor

Mark Lorch, Profesor de comunicare științifică și chimie, Universitatea din Hull

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

carti_stiinta