Здравствуйте, дорогие мои читатели!
Переход к работе на дому имел свои трудности для всех нас, но когда ваша работа связана с исследованием применения нанотехнологий в биологии, это намного сложнее, чем жонглирование использованием широкополосной связи в домашних условиях. Таким образом, можно было с полным основанием ожидать, что исследования химика-органика Витторио Сагджиомо из Вагенингенского университета в Нидерландах застопорятся.
Но Саджиомо-тип творческий, с богатым воображением, и поэтому он задумался, а может ли он использовать обычную бытовую технику в борьбе с КОВИД-19. В частности, сможет ли он создать дешёвый, высокочувствительный домашний тест на вирус? Оказывается, да – может. Его команда поместила эту идею на сервере препринтов ChemArxiv для рассмотрения её другими учёными.
На данный момент существует два основных типа теста COVID-19 : ПЦР-тест и тест бокового потока (LFT) . Золотой стандарт, ПЦР-тест, проверяет наличие вируса, обнаруживая его генетический материал, известный как РНК. Но в мазке содержится исчезающе малое количество вирусного материала, поэтому материал должен быть преобразован в ДНК и амплифицирован, прежде чем его можно будет обнаружить. И это достигается с помощью “ полимеразной цепной реакции ”, что и означает ПЦР.
Этот процесс включает в себя повторное циклирование в диапазоне температур от 50°C до 90°C. В течение каждого цикла количество ДНК удваивается, так что после 30 циклов более миллиарда копий вирусного материала могут быть созданы только из одной нити исходного материала. Затем амплифицированный материал детектируется с помощью флуоресцентных меток, которые прикрепляются к последовательностям вирусной ДНК.
Таким образом, ПЦР является высокочувствительной методикой, но для ее выполнения требуются специальные материалы и оборудование. Вот почему тесты отправляются в лабораторию, и требуется день или два, чтобы получить результат.
Вторым распространенным тестом является тест бокового потока (LFT) . Он работает, обнаруживая фрагменты вирусных белковых оболочек. В полоски LFT встроены антитела, которые связываются с вирусом. Эти антитела помечены крошечными золотыми частицами, которые кажутся красными, что позволяет увидеть их на тестовом устройстве. Меченые антитела накапливаются на различных полосах LFT в зависимости от того, присутствует вирус или нет.
LFT быстры, дёшевы и просты в использовании, что делает их идеальными для массового и домашнего тестирования. Но они далеко не так чувствительны , как ПЦР – тесты - они выявляют только людей с высокой вирусной нагрузкой. Это означает, что многие инфицированные люди получат ложноотрицательный результат от таких тестов.
В идеале нам нужен тест, который так же прост в использовании, как LFS, так же чувствителен, как тест ПЦР, который можно использовать в домашних условиях. Отличным кандидатом является метод, называемый петлевой изотермической амплификацией (L AMP ) . Этот метод работает по очень схожим принципам с ПЦР, производя несколько копий исходного генетического материала – который вы можете получить из мазка – но имеет некоторые ключевые преимущества.
Например, его можно комбинировать с удобным “цветным считывателем”. Происходящая реакция, вызывает повышение кислотности образца. Это означает, что вы можете добавить вещество, которое меняет цвет в зависимости от значения рН в реакционной смеси, обеспечивая визуальную индикацию положительного или отрицательного результата. Еще одним преимуществом является то, что реакции проходят при фиксированной температуре (около 65°C), и не требуют постоянного циклирования в диапазоне температур.
Тем не менее, она нуждается в точном контроле температуры. Контроль температуры – будь то ПЦР , матричный прибор или бытовая печь-обычно достигается с помощью электронных термостатов. Однако производство, доставка и установка новых электронных устройств, специально предназначенных для испытаний домашних приборов, нецелесообразны (особенно в разгар пандемии). Поэтому Саджиомо попытался найти способ обойти это. Он наткнулся на вещества, называемые материалами фазового перехода . Материалы с фазовым переходом - это вещества, которые поглощают или выделяют большое количество так называемого "скрытого" тепла при изменении своего физического состояния, то есть при переходе из твёрдого состояния в жидкое и наоборот, и таким образом поддерживают постоянную температуру.
Найдя воск, который плавился при точно необходимой температуре, Саджиомо приступил к постройке устройства для размещения в аппарате реакционных трубок и кусков воска. Затем это нужно было вставить в какой-то другой материал, который можно было нагревать. Идеальный корпус, как, оказалось, смотрел ему в лицо, пока он готовил свой утренний кофе: капсулы кофе-машины Nespresso.
Последним шагом было просто найти правильный способ нагрева капсул. Попробовав посудомоечную машину (она работала, но образцы терялись), микроволновую печь (не получилось, потому что трубки перегрелись и крышки отскочили) и чашки с горячей водой (недостаточно контроля над температурой), Саджиомо остановился на простой кастрюле с кипящей водой на плите. Полученный прибор “Коронаспрессо”, при тестировании другими членами команды, с помощью мазков от шести человек, правильно идентифицировал три случая COVID-19 (они имели разный цвет с отрицательными тестами).
Тест, включая капсулы, фазовый воск и флаконы, в которые можно вставить генетический материал, будет легко производить миллионами. Люди самостоятельно смогут взять мазок для генетического материала дома и, нагревая капсулы, получить результат. Эти устройства очень дёшевы (около €0,20), просты в изготовлении и просты в использовании.
Так что, возможно, мы в скором времени увидим тесты CoroNespresso в наших домах, главное, не спутать их с обычными кофейными стручками.
Дорогие мои читатели!
Я стараюсь рассказать Вам о разных сторонах нашей жизни, о новых открытиях и достижениях, об интересном и полезном.
Прошу Вас не лениться и оставлять комментарии, ведь Ваше мнение не менее важно для всех кто читает статью, и для меня в том числе.
Ставьте лайк, выражайте своё отношение к каналу.
Подписывайтесь, не теряйте его в массе других, если Вам интересно!
В статье , в том числе , использован материал «Scientists invent home COVID-19 test using coffee machine capsules ».
