3D Yazdırılmış Test Çipiyle COVID-19 Antikorlarını 10-12 Saniyede Algılama

Carnegie Mellon Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, saniyeler içinde spesifik antikorları tespit eden gelişmiş bir nanomateryal tabanlı biyoalgılama platformunun bulgularını bildiriyor.

SARS-CoV-2sorumlu virüs COVID-19 pandemi. Platform, teste ek olarak, hastanın yeni aşılara verdiği immünolojik tepkiyi hassas bir şekilde ölçmeye yardımcı olacaktır.

Sonuçlar yakın zamanda dergide yayınlandı Gelişmiş Malzemeler. Carnegie Mellon’un işbirlikçileri arasında Pittsburgh Üniversitesi (Pitt) ve UPMC yer aldı.

Test platformu, çok küçük bir kan damlasında (yaklaşık 5 mikrolitre) virüs antikorlarından ikisi, sivri S1 proteini ve reseptör bağlanma alanı (RBD) varlığını tanımlar. Antikor konsantrasyonları son derece düşük olabilir ve yine de bir pikomolar altında (mililitre başına 0.15 nanogram) tespit edilebilir. Bu tespit, sonuçları neredeyse anında akıllı telefondaki basit bir arayüze gönderen, elde tutulan bir mikroakışkan cihazdaki elektrokimyasal reaksiyon yoluyla gerçekleşir.

Carnegie Mellon’da makine mühendisliği doçenti olan Rahul Panat, “COVID-19 antikorlarını hızlı bir şekilde algılayan bir cihaz oluşturmak için nanopartikül 3D baskı gibi malzeme ve üretimdeki en son gelişmeleri kullandık” dedi. beyin-bilgisayar arayüzlerinden biyo-izleme cihazlarına.

Aerosol jet 3D baskı adı verilen katmanlı üretim teknolojisi, verimlilikten ve doğruluk test platformunun. Küçük, ucuz altın mikropillar elektrotlar, termal olarak birlikte sinterlenmiş aerosol damlacıkları kullanılarak nano ölçekte basılır. Bu, mikropillar için artan yüzey alanı sağlayan pürüzlü, düzensiz bir yüzeye ve antikorların elektrot üzerine kaplanmış antijenlere takılabildiği gelişmiş bir elektrokimyasal reaksiyona neden olur. Spesifik geometri, mikropillerin tespit için daha fazla protein yüklemesine izin vererek çok doğru ve hızlı sonuçlar sağlar.

Test, çok düşük bir hata oranına sahiptir çünkü cihazda kullanılan antikor ve antijen arasındaki bağlanma reaksiyonu oldukça seçicidir. Araştırmacılar bu doğal tasarımı kendi avantajlarına kullanabildiler.

Sonuçlar, COVID-19 salgını sırasında acil bir zamanda geliyor. Panat, “Tekniğimiz aşılamaya karşı bağışıklık tepkisini ölçebildiğinden, mevcut ortamda çok önemlidir” dedi.

Panat, UPMC Hillman Kanser Merkezi’ndeki kanser virolojisi programının lideri ve Pitt’de mikrobiyoloji ve moleküler genetik profesörü olan Shou-Jiang Gao ile işbirliği yaptı. Panat’ın İleri Üretim ve Malzeme Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Azahar Ali, çalışmanın baş yazarıydı.

Bulaşıcı hastalıkların tedavisi ve önlenmesi için hızlı teşhis, mevcut COVID-19 pandemisinin ötesine geçen bir halk sağlığı sorunudur. Önerilen algılama platformu jenerik olduğundan, Ebola, HIV ve Zika gibi diğer bulaşıcı ajanlar için biyobelirteçlerin hızlı tespiti için kullanılabilir. Böylesine hızlı ve etkili bir test, hastalıkların yayılmasını kontrol altına almak için oyunun kurallarını değiştirebilir.