基于智能手机的Covid-19测试开发,可在10分钟内提供结果

智能手机显微镜成像

亚利桑那大学研究人员使用智能手机显微镜图像图像图像。信用:Uarizona Biosensors实验室

该方法对唾液样本进行分析,大约10分钟就能得出结果。

亚利桑那大学的研究人员正在开发一种新型冠状病毒肺炎测试方法,使用智能手机显微镜分析唾液样本,并在大约10分钟内提供结果。

亚利桑那大学研究团队,由生物医学工程教授山东益玉龙,旨在将现有鼻催化抗原试验的速度与高位相结合精度鼻拭子PCR或聚合酶链反应的检测。研究人员正在采用他们最初发明的一种廉价的方法来检测诺如病毒——一种在游轮上传播的微生物——使用智能手机显微镜。

他们计划将该方法与Michael Worobey一起开发的盐水麝香漆测试,Uarizona Bio5学院大学生态和进化生物学和副主任副主任Michael Worobey。yabo124

该团队使用水样的最新研究 - 与凯利A.雷诺,社区部门的雷诺斯,Uarizona Mel和Enid Zuckerman公共卫生学院的社区,环境和政策主席进行了合作,今天在自然协议

“我们概述了它其他科学家可以重复我们所做的和创建一个norovirus-detecting设备,”莱恩Breshears说,尹的实验室生物医学工程博士生。“我们的目标是,如果你想适应别的东西,比如COVID-19我们适应它,你有所有需要的食材基本上让自己的设备。”

生物传感器实验室参观

生物医学工程教授Jeong-Yeol Yoon和他的团队向亚利桑那大学校长罗伯特·c·罗宾斯和教务长Liesl介绍生物传感器实验室

Yoon是BIO5研究所成员,也是生物系统工程、动物和比较生物医学科学以及化学和生物化学教授。他正在与一大批本科生和研究生合作,开发基于智能手机的COVID-19检测方法。yabovip2021

“我有几个朋友得了COVID-19,他们非常沮丧,因为他们的PCR结果需要6到7天,或者他们在快速抗原测试中得到了假阴性。但当他们进行最后的PCR测试时,他们发现自己像他们怀疑的那样生病了,”在尹永元的实验室工作的生物医学工程博士生凯蒂·索斯诺斯基(Katie Sosnowski)说,“能够开发这样一个检测平台,既能获得快速又准确的结果,真的很酷。”

更便宜,更简单的检测

检测诺如病毒或其他病原体的传统方法通常很昂贵,需要大量的实验室设备或科学专门知识。亚利桑那州研发的基于智能手机的诺瓦克病毒测试包括一部智能手机、一个简单的显微镜和一张微流控纸——一种涂有蜡的纸,可以引导液体样本通过特定的通道流动。它比其他测试更小也更便宜,组件成本约为45美元。

该技术的基础,在2019年在杂志上发表的2019年ACS omega.,相对简单。用户将荧光珠引入潜在污染的水样的抗体。如果样品中存在足够的病原体颗粒,则几种抗体对每个病原体颗粒附着。在显微镜下,病原体颗粒显示出荧光珠的几乎块,然后用户可以计数。该过程 - 将珠子添加到样品中,浸泡样品中的一张纸,然后在显微镜下拍摄它的智能手机照片并计数珠子 - 大约需要10至15分钟。这太简单了,尹说,一个非洲主义者可以通过观看简短的视频来学习如何做到这一点。

中描述的技术版本自然协议纸张进一步改进,例如为显微镜附件和微流体纸芯片创建3D印刷外壳。本文还介绍了一种称为自适应阈值的方法。此前,研究人员为危险组成的危险有限,研究人员设定了固定值。新版本使用人工智能来设置危险阈值并考虑环境差异,例如智能手机的类型和纸张的质量。

校园的影响

研究人员计划与亚利桑那大学的测试设施合作,以微调其对Covid-19检测的方法。待批准大学的机构审查委员会,已经通过其他方法在校园测试的学生可以选择提供他们的样本的书面同意,也可以通过智能手机的测试设备运行。最终,研究人员设想将设备分配给校园中心,以便普通人 - 例如宿舍中的居民助理 - 可以从人群中测试唾液样本。

“适应旨在检测诺罗病毒的方法 - 另一个高度传染性的病原体 - 是我们在大流行面前枢转的研究人员的杰出例子,”亚利桑那州主席罗伯特C.罗宾斯大学说。“这项有前途的技术可以允许我们经常和容易地为校园社区提供快速,准确的,实惠的测试。我们希望使其成为我们“测试,追踪,对待”战略的正规部分,并且它将对减轻疾病的传播进行更广泛的影响。“

yoon和他的团队也在努力,基于他们发表的2018年纸张yabovip2021化学 - 一个欧洲期刊,这甚至更简单,但为错误留下了更多的空间。它也采用了同样的技术,但用户无需使用智能手机上的显微镜和特别设计的外壳,只需要下载一个智能手机应用程序,并使用贴有二维码的微流控芯片。

生物医学工程硕士的学生Pat Akarapipad说:“与荧光显微镜技术不同的是,你可以把芯片放到正确的位置,你只需要拍一张芯片的快照。”“无论照片是从什么角度或距离拍摄的,智能手机应用程序都可以使用人工智能和二维码来计算差异并进行相应计算。”

这种方法不需要训练,所以,如果完善的话,它可能允许学生在校园里拿起微流控芯片,并测试他们自己的样品。该小组还与该大学COVID-19检测小组的其他成员合作,包括免疫生物系副教授Deepta Bhattacharya。yabo124

引用:“使用基于智能手机的荧光显微镜在每微升单个病毒拷贝水平检测水样中的诺瓦克病毒”,作者Soo Chung, Lane E. Breshears, Alana Gonzales, Christian M. Jennings, Christina M. Morrison, Walter Q. Betancourt, Kelly a . Reynolds和Jeong-Yeol Yoon, 2021年1月29日,自然协议
DOI: 10.1038 / s41596 - 020 - 00460 - 7

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