Menggunakan smartphone untuk mendeteksi norovirus – Sains Terkini

Norovirus adalah mikroba yang sangat menular yang menyebabkan sekitar 20 juta kasus keracunan makanan di Amerika Serikat setiap tahun. Hanya 10 partikel virus yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia.

Sebuah tim peneliti dari Universitas Arizona telah menciptakan metode yang sederhana, portabel dan murah untuk mendeteksi tingkat norovirus yang sangat rendah.

Jeong-Yeol Yoon, seorang peneliti di Departemen Teknik Biomedis; Soo Chung, seorang mahasiswa doktoral teknik biosystems yang bekerja di Lab Biosensor Yoon; dan Kelly A. Reynolds, Ketua Departemen Komunitas, Lingkungan dan Kebijakan di Mel & Enid Zuckerman College of Public Health, memimpin proyek ini.

Tim menerbitkan hasilnya di ACS Omega, jurnal resmi American Chemical Society, dan Yoon mempresentasikan penelitian di ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition di San Diego minggu ini.

“Kemajuan dalam pemantauan cepat virus manusia dalam air sangat penting untuk melindungi kesehatan masyarakat,” kata Reynolds.

“Teknologi pemantauan kualitas air yang cepat dan murah ini bisa menjadi alat transformasi untuk mengurangi beban penyakit lokal dan global.”

Yayasan Sains Nasional Pusat Teknologi Air dan Lingkungan di UA dan Tucson Water keduanya menyediakan dana untuk penelitian ini.

Sementara norovirus sering dikaitkan dengan kapal pesiar, ia juga dapat menyebar dengan cepat melalui komunitas melalui pasokan airnya. Ini menyebabkan sekitar 200.000 kematian secara global setiap tahun.

Menjaga Komponen Sederhana

Perangkat untuk mendeteksi norovirus dalam jumlah kecil memang sudah ada, tetapi mereka biasanya memerlukan pengaturan laboratorium dengan berbagai mikroskop, laser, dan spektrometer yang dapat menelan biaya ribuan dolar.

Untuk mendeteksi norovirus di lapangan, seperti di kapal pesiar atau di sumur air kota, tim memutuskan untuk menggunakan bahan yang lebih sederhana: kertas, dalam bentuk chip mikrofluida, dan smartphone.

“Media kertas sangat murah dan mudah disimpan, dan kita dapat membuat chip ini dengan mudah,” kata Chung.

“Struktur kertas yang berserat juga memungkinkan cairan mengalir secara spontan tanpa menggunakan sistem pompa yang dibutuhkan chip lain, seperti chip silikon,”

Namun, para ilmuwan biasanya mendeteksi kontaminan pada chip dengan mengukur hamburan dan pantulan cahaya dalam sampel, dan keropos dan keburaman kertas dapat menyebabkan hamburan latar belakang yang mengganggu pencitraan dan membuatnya sulit untuk mendeteksi konsentrasi virus yang sangat kecil.

Jadi, kelompok ini mengembangkan cara baru untuk mendeteksi norovirus, dengan menghitung manik-manik neon daripada mengukur intensitas cahaya.

Proses dimulai dengan menambahkan air yang berpotensi terkontaminasi ke salah satu ujung chip mikrofluida kertas.

Di ujung yang lain, seorang tester menambahkan manik-manik polystyrene yang kecil dan berfluoresensi (gambar bola-bola putih kecil di dalam kantong kacang – ini adalah bahan yang sama, tetapi jauh lebih kecil).

Setiap manik melekat pada antibodi terhadap norovirus. Jika norovirus ada, beberapa antibodi menempel pada setiap partikel virus, menciptakan sedikit rumpun manik-manik fluoresen.

“Partikel-partikel norovirus terlalu kecil untuk dicitrakan dengan mikroskop smartphone, dan begitu pula antibodi,” kata Yoon.

“Tetapi ketika kamu memiliki dua atau tiga atau lebih manik-manik ini bergabung bersama, itu menunjukkan bahwa norovirus ada di sana, menyebabkan manik-manik berkumpul.”

Rumpun manik-manik ini cukup besar untuk dideteksi dan difoto oleh mikroskop smartphone. Kemudian, aplikasi smartphone yang dibuat oleh para peneliti menghitung jumlah piksel yang diterangi dalam gambar untuk mengidentifikasi jumlah manik-manik yang dikumpulkan, dan kemudian, jumlah partikel norovirus dalam sampel.

Itulah keuntungan lain dari chip kertas: Melalui aksi kapiler, kelompok manik-manik menyebar di sepanjang kertas, membuatnya lebih mudah untuk dihitung. Komponen paling mahal dari seluruh perangkat – mikroskop smartphone – harganya kurang dari $ 50. Ini juga mudah digunakan.

“Kamu tidak harus menjadi ilmuwan atau insinyur untuk menjalankan perangkat,” kata Yoon.

“Analisis akan dilakukan secara otomatis oleh aplikasi ponsel cerdas, jadi yang perlu Anda khawatirkan adalah memasukkan sampel air ke dalam chip.”

Di masa depan, tim berharap untuk mengembangkan metode untuk mendeteksi infeksi norovirus pada pasien lebih awal, dan untuk memperluas platform pemantauan smartphone mereka untuk mendeteksi bahaya lain, seperti bahan kimia yang berpotensi menyebabkan kanker.

Mereka juga berencana untuk menyebarkan penggunaan platform di seluruh dunia, memerangi dan mendeteksi penyakit yang menjangkau jauh dengan alat yang sama luasnya.

You may also like...

Leave a Reply

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