Un dispozitiv nou utilizează un smartphone și un cip microfluidic de hârtie pentru a detecta niveluri extrem de scăzute de norovirus.

Doar 10 particule de norovirus (prezentate aici) sunt suficiente pentru a provoca infecții.
Norovirusul este un virus foarte contagios responsabil pentru aproximativ 19–21 milioane de cazuri anuale de gastroenterită acută în Statele Unite.

De fapt, norovirusul este „cauza principală a bolilor transmise de alimente” în S.U.A.

Norovirus este, de asemenea, responsabil pentru până la 1,9 milioane de vizite la spital și alte 400.000 de vizite la secția de urgență. Aceasta costă în SUA aproximativ 2 miliarde de dolari în cheltuieli de asistență medicală și pierderea productivității locului de muncă.

Virusul poate fi contagios la niveluri foarte scăzute, doar 10 particule de virus fiind suficiente pentru a provoca o infecție.

Astfel, cercetătorii de la Universitatea din Arizona (UA) din Tucson și-au propus să creeze un mod eficient de a detecta chiar și cele mai mici niveluri ale virusului.

Trei cercetători au condus proiectul: Jeong-Yeol Yoon, de la Departamentul de Inginerie Biomedicală din UA; Soo Chung, cercetător doctoral în laboratorul lui Yoon; și Kelly A. Reynolds, președintele Departamentului Comunității, Mediului și Politicii din Mel & Enid Zuckerman College of Health Health din UA.

Yoon a prezentat cercetarea la Reuniunea Națională și Expoziția Națională a American Chemical Society din 2019, în San Diego, CA, iar lucrarea apare acum în revista ACS Omega.

Cum funcționează dispozitivul ieftin și rapid
Virusul se poate răspândi foarte repede prin apă. Dispozitivele existente pentru detectarea norovirusului necesită un laborator și o gamă de microscopuri, lasere și spectrometre costisitoare. Acestea sunt instrumente care măsoară tipurile de radiații și lungimea de undă.

Cu noua metodă, cercetătorii au folosit materiale simple, inclusiv hârtie și un smartphone. Chung explică cum este posibil ca hârtia să se transforme în cipuri microfluidice.

„Substratul de hârtie este foarte ieftin și ușor de depozitat și putem fabrica aceste cipuri ușor”, spune el. „Structura fibroasă a hârtiei permite, de asemenea, ca lichidul să curgă spontan, fără a folosi sistemele de pompare, alte cipuri, cum ar fi chipsurile de siliciu, de obicei necesită.

De obicei, oamenii de știință măsoară modul în care lumina se reflectă într-un eșantion folosind analiza spectrometriei. Cu toate acestea, aspectul neomogen (poros) al hârtiei, împreună cu opacitatea sa optică, pot genera „împrăștiere de fond și reflecție”.

Pentru a depăși acest obstacol, cercetătorii au dezvoltat o metodă în care au numărat perle fluorescente în loc să măsoare intensitatea luminii.

Metoda constă în adăugarea de apă la un capăt al unui cip microfluidic din hârtie și margele din polistiren fluorescent la celălalt capăt.

Fiecare din aceste mărgele mici este atașată la un anticorp care combate virusul. Dacă norovirusul este prezent în apă, mai mulți anticorpi continuă să-l atace, atașându-se la particula virusului și creând o aglomerație fluorescentă.

„Particulele de norovirus sunt prea mici pentru a fi imaginate de un microscop pentru smartphone și la fel și anticorpi”, explică Yoon. „Dar când aveți două sau trei sau mai multe dintre aceste mărgele unite, asta indică faptul că norovirusul este acolo, ceea ce face ca aglomerarea mărgelelor să fie”.

Mâinile de margele sunt suficient de mari pentru ca un smartphone să le poată ridica și să le fotografieze. Cercetătorii au creat, de asemenea, o aplicație pentru smartphone care numără particulele de norovirus din eșantion.

„Nu trebuie să fii un om de știință sau un inginer pentru a rula dispozitivul”, spune Yoon. “Analiza va fi făcută automat de aplicația pentru smartphone, așa că tot ce trebuie să vă faceți griji este să încărcați o mostră de apă pe cip.”

Dispozitivul este de asemenea ieftin, componenta sa cea mai scumpă costând sub 50 USD.

“Avansurile în monitorizarea rapidă a virusurilor umane în apă sunt esențiale pentru protejarea sănătății publice”, spune Reynolds.

„Această tehnologie rapidă, cu costuri reduse de monitorizare a calității apei, ar putea fi un instrument de transformare pentru reducerea atât a sarcinilor locale, cât și ale bolilor globale.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here