سریع ترین روش تشخیص کووید 19 ابداع شد

محققان در این پروژه سنسور 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، دستیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز و یکی از محققان این پروژه می گوید: «این فقط ریختن یک قطره بزاق روی دستگاه و گرفتن نتیجه منفی یا مثبت است. نکته کلیدی این است که این روش نیازی به تغییرات شیمیایی مانند برچسب گذاری مولکولی یا عامل دار کردن آنتی بادی ها ندارد. این بدان معناست که این سنسور در نهایت می تواند در پوشیدنی ها استفاده شود.

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

آزمایش واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) بسیار دقیق است، اما نیاز به یک فرآیند پیچیده آماده سازی نمونه دارد و از چندین 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 جان هاپکینز دارای حساسیت تست PCR و سرعت تست آنتی ژن است. در طول آزمایش اولیه، سنسور دقت 92 درصدی را در تشخیص کرونا در نمونه‌های بزاق نشان داد و نتایج با نتایج PCR قابل مقایسه بود. این حسگر همچنین موفقیت قابل توجهی در تشخیص سریع سایر ویروس ها از جمله “ویروس آنفولانزای نوع A H1N1” و “زیکا” نشان داد.

این حسگر مبتنی بر فناوری‌های «لیتوگرافی نانوایمپرنت»، «واسطه سطحی پیشرفته رامان» (SERS) و 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 استفاده از روش پالایش رابط رامان که از نور لیزر برای بررسی ارتعاشات مولکول های نمونه استفاده می کند، آنالیز می شود.

از آنجایی که فناوری نانوساختار FEMIA سیگنال رامان ویروس را به میزان قابل توجهی تقویت می کند، سیستم می تواند به سرعت وجود ویروس را تشخیص دهد. حتی اگر فقط اثرات کوچکی در نمونه وجود داشته باشد. 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 چگالی آن را به دقت تعیین کنند.

دبادریتا پریا، محقق ارشد این پروژه گفت: “تشخیص نوری بدون علامت، همراه با یادگیری ماشینی، به ما اجازه می دهد تا پلتفرمی داشته باشیم که می تواند طیف گسترده ای از ویروس ها را با حساسیت و گزینش پذیری بیشتر و بسیار سریع آزمایش کند.” به آرامی

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

Gracias گفت: “با استفاده از این فناوری نانو، ما حسگرهایی با دقت بالا، قابل تنظیم و مقیاس پذیر برای شناسایی Quaid-19 توسعه داده ایم که هم سفت و هم انعطاف پذیر هستند، نه تنها برای استفاده از حسگرهای زیستی مبتنی بر تراشه، بلکه برای پوشیدنی ها.” مهم.

وی افزود: شاید بتوان از این سنسور در یک دستگاه دستی برای تشخیص سریع مکان های شلوغ مانند فرودگاه ها یا استادیوم 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. برای مثال، می‌توانیم از آن برای تشخیص ویروس کرونا از ویروس آنفولانزای نوع A H1N1 استفاده کنیم. این مشکل بزرگی است که با کمک تست های سریع فعلی قابل تشخیص نیست.

این تیم تحقیقاتی با استفاده از مثال های مختلف به تحقیقات خود برای گسترش کاربرد این فناوری ادامه می دهد.

این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

46