Imager portabel dapat meningkatkan pengujian secara besar-besaran di seluruh negara pada akhir tahun 2020 – Sains Terkini

Platform pencitraan yang kuat dan berbiaya rendah yang memanfaatkan teknologi lab-on-a-chip yang dibuat oleh University of California, ilmuwan Irvine mungkin tersedia untuk diagnostik cepat virus korona dan pengujian antibodi di seluruh negara pada akhir tahun ini.

Sistem UCI dapat membantu penyebaran vaksin untuk COVID-19 dan membuka kembali ekonomi, karena keduanya memerlukan pengujian luas untuk virus dan antibodinya. Sejauh ini, pengujian antibodi di A.S. terlalu tidak akurat atau mahal untuk mencapai angka yang diperlukan.

Namun penyelidik UCI Weian Zhao, Per Niklas Hedde, Enrico Gratton, dan Philip Felgner yakin bahwa teknologi baru mereka dapat membantu mempercepat proses pengujian dengan cepat dan terjangkau. Penemuan mereka muncul di jurnal Lab di Chip, yang diterbitkan oleh Royal Society of Chemistry.

"Kami perlu menguji jutaan orang setiap hari, dan kami sangat jauh dari itu," kata Hedde, ilmuwan proyek dalam ilmu farmasi dan penulis utama studi tersebut. "Platform pengujian yang akurat ini memungkinkan petugas kesehatan masyarakat untuk menerapkan strategi mitigasi individual yang diperlukan untuk membuka kembali negara dan ekonomi dengan aman."

Bagaimana itu bekerja


Menggunakan darah dari tusukan jari, tes UCI menyelidiki ratusan respons antibodi terhadap 14 virus pernapasan, termasuk SARS-CoV-2, hanya dalam dua hingga empat jam. Mengidentifikasi tanggapan terhadap infeksi virus dengan gejala yang mirip dengan COVID-19 akan menjauhkan rumah sakit dari pasien dengan flu dan flu biasa.

Hasilnya dicetak pada platform pencitraan berbiaya rendah. TinyArray imager menggabungkan prototipe cetak 3D dengan LED siap pakai dan kamera 5 megapiksel kecil untuk menemukan penanda banyak antibodi secara bersamaan. Ini memastikan keakuratan yang sama dengan sistem pencitraan yang mahal, tetapi membuat platform ini cukup portabel untuk digunakan di mana saja – dengan biaya hanya $ 200.

Perangkat yang sama juga dapat memproses hasil tes usap hidung yang biasa digunakan untuk SARS-CoV-2 sehingga pasien dapat diuji untuk COVID-19 dan antibodinya pada satu platform.

Saat ini, kebanyakan tes antibodi hanya memeriksa satu atau dua antigen, zat asing yang menyebabkan tubuh memproduksi antibodi.

"Satu atau dua bulan lalu, pengujian dianggap sebagai Wild West," kata Zhao, seorang profesor ilmu farmasi, menambahkan bahwa sebagian besar tes antibodi SARS-CoV-2 "tidak akurat."

Sistem yang menguji berbagai macam antibodi yang diperlukan untuk hasil yang andal memerlukan mesin pencitraan yang berharga $ 10.000 hingga $ 100.000 dan terlalu besar untuk digunakan secara luas. Area tanpa sumber daya untuk memperoleh salah satu mesin ini harus mengirimkan sampelnya ke lab eksternal untuk pengujian, yang berarti bahwa hasilnya membutuhkan waktu berhari-hari, bukan berjam-jam.

Dampak besar


Pengujian skala besar akan menentukan persentase populasi yang terkena COVID-19 tetapi tidak pernah menunjukkan gejala, yang akan berdampak besar pada kesehatan masyarakat dan keputusan pembukaan kembali.

"Bagaimana jika ternyata persentase yang lebih besar dari orang-orang di komunitas telah tertular virus?" Kata Zhao. "Ini berarti Anda hampir mencapai kekebalan kawanan."

Dan memahami antibodi apa yang diproduksi dan berapa lama mereka bertahan akan menjadi kunci dalam mengembangkan vaksin yang efektif dan pemberian dosis yang tepat. Ini mungkin penting untuk tahun-tahun mendatang jika virus bermutasi, memerlukan pembaruan seperti vaksinasi flu tahunan.

Tim UCI telah menyelesaikan 5.000 tes di Orange County, dan tujuan akhirnya adalah menguji 20.000 sampel per unit sehari. Para peneliti bermitra dengan perusahaan rintisan UCI Velox Biosystems Inc. dan Nanommune Inc. untuk meningkatkan produksi. Mereka berharap pencitraan TinyArray akan siap digunakan di seluruh AS pada akhir tahun 2020 dan bekerja sama dengan para ilmuwan di Uruguay, Rusia, dan Thailand untuk mengembangkan sistem serupa untuk negara mereka.

"Ini akan bagus untuk negara berpenghasilan rendah," kata Hedde. "Karena material perangkat ini murah dan mudah diperoleh, platform ini mudah dibuat dan digunakan di area dengan sumber daya rendah, membuat pengujian dapat diakses dalam skala dunia."

Aarti Jain, Rie Nakajima, Rafael Ramiro de Assis, Trevor Pearce, Algis Jasinskas dan Saahir Khan dari UCI bersama dengan Timothy Abram dan Melody Toosky dari Velox Biosystems berpartisipasi dalam penelitian ini, yang didukung oleh National Institutes of Health (hibah P41 GM103540 dan R01 AI117061) dan hibah UCI CRAFT-COVID.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.