Коришћење паметног телефона за откривање веома заразног вируса
Нови уређај користи паметни телефон и папирни микрофлуидни чип за откривање изузетно ниског нивоа норовируса.
Норовирус је врло заразан вирус одговоран за око 19–21 милион случајева годишње акутног гастроентеритиса у Сједињеним Државама.
У ствари, норовирус је „водећи узрок болести које се преносе храном“ у САД-у
Норовирус је такође одговоран за до 1,9 милиона посета болници и још 400 000 посета одељењу хитне помоћи. То кошта САД око 2 милијарде америчких долара трошкова здравствене заштите и губитка продуктивности посла.
Вирус може бити заразан на врло ниском нивоу, са само 10 вирусних честица које су довољне да изазову инфекцију.
Дакле, истраживачи са Универзитета у Аризони (УА) у Туцсону кренули су у стварање ефикасног начина откривања и најмањих нивоа вируса.
Три истраживача су заједно водила пројекат: Јеонг-Иеол Иоон, са Одељења за биомедицинско инжењерство УА; Соо Цхунг, докторски истраживач у Иоон-овој лабораторији; и Келли А. Реинолдс, председавајућа Одељењем за заједницу, животну средину и политику на Мел & Енид Зуцкерман Цоллеге оф Публиц Хеалтх на УА.
Иоон је представио истраживање на Националном састанку и изложби Америчког хемијског друштва јесен 2019 у Сан Диегу, ЦА, а рад се сада појављује у часопису АЦС Омега.
Како функционише јефтин и брз уређај
Вирус се врло брзо може проширити водом. Постојећи уређаји за откривање норовируса захтевају лабораторију и низ микроскопа, ласера и скупих спектрометара. То су инструменти који мере врсте зрачења и таласну дужину.
Помоћу нове методе истраживачи су користили једноставне материјале, укључујући папир и паметни телефон. Цхунг објашњава како је могуће да се папир трансформише у микротекуће чипове.
„Папирна подлога је врло јефтина и лака за чување, а ове чипове можемо лако произвести“, каже он. „Влакнаста структура папира такође омогућава течност да спонтано струји без употребе система за пумпање који су обично потребни другим чиповима, попут силицијумских чипова.“
Типично, научници мере спектрометријском анализом како се светло одражава у узорку. Међутим, нехомогени (порозни) аспект папира, заједно са оптичком непрозирношћу, може генерисати „расејање и рефлексију позадине“.
Да би превазишли ову препреку, истраживачи су развили метод у којем су бројали флуоресцентне перлице уместо да мере интензитет светлости.
Поступак се састоји од додавања воде на један крај папирног микрофлуидног чипа, а на други крај куглица од флуоресцентног полистирена.
Свака од ових ситних перли је причвршћена за антитело које се бори против вируса. Ако је норовирус присутан у води, неколико антитела је напада, повезујући се са вирусном честицом и стварајући флуоресцентну накупину.
„Честице норовируса су премале да би се могле сликати микроскопом на паметном телефону, а такође и антитела“, објашњава Иоон. „Али када спојите две или три или више ових куглица, то указује на то да је тамо норовирус, због чега се зрнца скупљају.“
Гомиле перли су довољно велике да их паметни телефон може подићи и фотографирати. Истраживачи су такође креирали апликацију за паметни телефон која броји честице норовируса у узорку.
„Да бисте управљали уређајем, не морате бити научник или инжењер“, каже Иоон. „Анализа ће се аутоматски извршити помоћу апликације за паметни телефон, тако да све што треба да бринете је пуњење узорка воде на чип.“
Уређај је такође јефтин, а његова најскупља компонента кошта мање од 50 долара.
„Напредак у брзом праћењу људских вируса у води пресудан је за заштиту јавног здравља“, каже Реинолдс.
„Ова брза, јефтина технологија праћења квалитета воде могла би бити трансформационо средство за смањење локалног и глобалног оптерећења болестима.“
Келли А. Реинолдс
