سریع ترین روش تشخیص کووید 19 ابداع شد

محققان در این پروژه حسگر جدیدی ساخته اند که نیازی به آماده سازی نمونه ندارد و کمترین تجربه را می طلبد. با چنین قابلیت هایی، این سنسور مزیت قابل توجهی نسبت به روش های تست فعلی به ویژه تست های گسترده دارد.

ایشان بارمن، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز و یکی از محققان این پروژه، می‌گوید: «فقط مسئله ریختن یک قطره بزاق روی دستگاه و گرفتن نتیجه منفی یا مثبت است. نکته اصلی این است که این روش نیازی به تغییرات شیمیایی مانند برچسب گذاری مولکولی یا کاربرد آنتی بادی ندارد. این بدان معناست که این سنسور در نهایت می تواند در دستگاه های مصرفی استفاده شود.

وی گفت: این فناوری جدید می‌تواند بر محدودیت‌های آزمایش‌های فعلی کووید-۱۹ غلبه کند، اما هنوز در بازار موجود نیست.

آزمایش “واکنش زنجیره ای پلیمری” (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 جدید محققان دانشگاه جانز هاپکینز دارای حساسیت تست PCR و سرعت تست آنتی ژن است. در طول آزمایش اولیه، سنسور 92 درصد دقت را برای تشخیص کرونا در نمونه‌های بزاق نشان داد و نتایج با نتایج PCR قابل مقایسه بود. این حسگر همچنین موفقیت قابل توجهی در شناسایی سریع سایر ویروس ها، از جمله “ویروس آنفولانزای نوع A H1N1” و “زیکا” نشان داد.

این حسگر بر اساس «لیتوگرافی نانوایمپرینت»، «مداخله سطحی پیشرفته رامان» (SERS) و فناوری‌های یادگیری ماشین است. از این سنسور می توان برای تست انبوه به صورت تراشه های یکبار مصرف بر روی سطوح سخت یا انعطاف پذیر 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، نمونه بزاق بر روی ماده قرار می گیرد و با کمک روش تصویربرداری سطحی بهبود یافته 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 به سرعت وجود ویروس را تشخیص دهد. حتی اگر نمونه فقط اثرات جزئی داشته باشد. یکی دیگر از نوآوری های مهم این سیستم استفاده از الگوریتم های پیشرفته یادگیری ماشینی برای تشخیص سرنخ های بسیار کوچک در داده های طیف سنجی است که به محققان این امکان را می دهد تا حضور ویروس و چگالی آن را به دقت تعیین کنند.

دبادریتا پریا، محقق اصلی این پروژه گفت: «تشخیص نوری بدون برچسب همراه با یادگیری ماشینی به ما امکان می‌دهد یک پلتفرم واحد داشته باشیم که در آن بتوانیم طیف گسترده‌ای از ویروس‌ها را با حساسیت و گزینش بهتر و خیلی سریع آزمایش کنیم.

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

Gracias همچنین گفت: با استفاده از این فناوری نانو، ما سنسورهای بسیار دقیق، قابل تنظیم و مقیاس‌پذیری را برای تشخیص Quaid-19 ایجاد کرده‌ایم که سفت و انعطاف‌پذیر هستند، نه تنها برای استفاده در حسگرهای زیستی مبتنی بر تراشه، بلکه برای دستگاه‌های مصرفی. مهم.

وی گفت: شاید بتوان از این سنسور در یک دستگاه دستی برای شناسایی سریع آن در مکان های شلوغ مانند فرودگاه ها یا ورزشگاه ها استفاده کرد.

بارمن گفت: “پلتفرم 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 تمایز ویروس کرونا از ویروس آنفولانزای A H1N1 استفاده کنیم. این یک مشکل بزرگ است که با استفاده از تست های سریع فعلی قابل تشخیص نیست.

تیم تحقیقاتی در حال ادامه تحقیقات خود برای گسترش کاربرد این فناوری با استفاده از نمونه های مختلف است.

این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

46