Nespresso-koneita, jotka valmistavat espressoa ja kahvia kahvikapseleista, voidaan käyttää covid-testeihin.
Nespresso-koneita, jotka valmistavat espressoa ja kahvia kahvikapseleista, voidaan käyttää covid-testeihin.
Manu Padilla / Shutterstock 

Kotityöhön siirtymisellä oli haasteita meille kaikille, mutta kun työhösi liittyy nanoteknologian biologisten sovellusten tutkiminen, nuo kokeilut ovat hieman monimutkaisempia kuin kotitalouden laajakaistakäytön moittiminen. Joten estetty hänen laboratoriostaan, saatat kohtuudella odottaa orgaanisen kemian tutkimusta Vittorio Saggiomo, Bionanotechnology - ryhmästä osoitteessa Wageningenin yliopisto ja tutkimus Alankomaissa, on pysähtynyt.

Mutta Saggiomo on luova, mielikuvituksellinen tyyppi, joten hän alkoi miettiä, voisiko hän kääntää tavalliset kodinkoneet hyväksi COVID-19: n torjunnassa. Tarkemmin sanottuna, voisiko hän luoda halvan, erittäin herkän kotitestin virukselle? On käynyt ilmi, että hän pystyi. Hänen tiiminsä on nyt julkaissut idean preprint-palvelin, ChemArxiv. Muiden tutkijoiden on vielä tarkistettava paperi.

Tällä hetkellä niitä on kaksi päätyyppiä COVID-19-testiä: PCR-testi ja lateraalivirtaustesti (LFT). Kulta-standardin mukainen PCR-testi tarkistaa viruksen läsnäolon havaitsemalla sen geneettisen materiaalin, joka tunnetaan nimellä RNA. Mutta vanupuikossa on häviävän pieniä määriä virusmateriaalia, joten materiaali on muunnettava DNA: ksi ja monistettava ennen kuin se voidaan havaita. Ja tämä saavutetaanpolymeraasiketjureaktio”, Jota PCR tarkoittaa.

Prosessi sisältää toistuvan syklin läpi lämpötila-alueen välillä 50 ° C - 90 ° C. Kunkin syklin aikana DNA: n määrä kaksinkertaistuu, joten 30 syklin jälkeen yli miljardi kopiota virusmateriaalista voidaan luoda vain yhdestä lähtömateriaalisäikeestä. Monistettu materiaali havaitaan sitten fluoresoivilla leimoilla, jotka kiinnittyvät viruksen DNA-sekvensseihin.


sisäinen tilausgrafiikka


Sellaisena PCR on erittäin herkkä tekniikka, mutta sen suorittamiseen tarvitaan erikoismateriaaleja ja -laitteita. Siksi testit lähetetään laboratorioon, ja tulosten saaminen kestää päivän tai kaksi.

Toinen yleinen testi on sivuvirtaustesti (LFT). Nämä toimivat havaitsemalla virusproteiinikuoren fragmentteja. LFT: iden nauhoihin on upotettu vasta-aineita, jotka sitoutuvat virukseen. Nämä vasta-aineet on merkitty pienillä kultapartikkeleilla, jotka näyttävät punaisilta, jolloin voit nähdä ne testilaitteessa. Leimatut vasta-aineet kerääntyvät LFT: n erillisiin vyöhykkeisiin riippuen siitä, onko virusta läsnä vai ei.

LFT: t ovat nopeita, halpoja ja helppokäyttöisiä, joten ne ovat ihanteellisia yhteisön ja kodin testaamiseen. Mutta ne ovat läheskään yhtä herkkä kuten PCR-testit - ne tunnistavat vain ihmiset, joilla on suuri viruspitoisuus. Tämä tarkoittaa, että monet tartunnan saaneet ihmiset saavat väärän negatiivisen tuloksen tällaisista testeistä.

CoroNaspresso-testit

Ihannetapauksessa tarvitsemme kotitestin, joka on yhtä helppokäyttöinen kuin LFT: t, mutta yhtä herkkä kuin PCR-testi. Erinomainen ehdokas on menetelmä, jota kutsutaan silmukan välittämä isoterminen monistus (lamppu). Tämä toimii hyvin samankaltaisten periaatteiden mukaisesti kuin PCR, tuottaen useita kopioita lähtö geneettisestä materiaalista - jonka voit saada vanupuikolla - mutta sillä on joitain keskeisiä etuja.

Esimerkiksi se voidaan yhdistää kätevään "värilukemaan". Kun Lamp-reaktio tapahtuu, se lisää näytteen happamuutta. Tämä tarkoittaa, että voit lisätä aineen, joka vaihtaa väriä pH-arvon mukaan reaktioseoksessa, mikä antaa visuaalisen kuvan positiivisesta tai negatiivisesta tuloksesta. Toinen etu on, että lamppureaktiot suoritetaan kiinteässä lämpötilassa (noin 65 ° C) sen sijaan, että tarvittaisiin jatkuvaa syklin vaihtelua lämpötila-alueen läpi.

Lamppu tarvitsee kuitenkin edelleen hienoa lämpötilan säätöä. Lämpötilan säätöjärjestelmät - olivatpa ne sitten PCR-koneessa, Lamp-instrumentissa tai kotitalouksien uunissa - saavutetaan yleensä elektronisilla termostaateilla. Uusien elektronisten laitteiden valmistaminen ja toimittaminen erityisesti kotilampputesteihin on epäkäytännöllistä (etenkin keskellä pandemiaa). Joten Saggiomo yritti löytää tien tästä. Hän löi nimettyjä aineita vaihemuutosmateriaalit jotka absorboivat energiaa (lämpöä) sulatessaan ja pitävät siten vakiona lämpötilan.

Löydettyään vahan sellaisesta materiaalista, joka suli tarkalleen vaaditussa lämpötilassa, Saggiomo ryhtyi rakentamaan laitteen lampun reaktioputkien ja vahapalojen sijoittamiseksi. Tämä oli sitten lisättävä johonkin muuhun lämmitettävään materiaaliin. Täydellinen kotelo osoittautui tuijottavan häntä kasvoihin tehdessään aamukahvia: Nespresso-kahvikoneen kapselit.

Viimeinen vaihe oli vain löytää oikea tapa lämmittää kapseleita. Kokeiltuaan astianpesukonetta (se toimi, mutta näytteet hävisivät jatkuvasti), Saggiomo asettui yksinkertaiselle pannulle mikroaaltouunin (epäonnistui, koska putket ylikuumentuivat ja kannet tulivat pois) ja kupit täynnä kuumaa vettä kiehuvaa vettä liedellä. Tuloksena oleva CoroNaspresso-laite, jonka muut ryhmän jäsenet testasivat kuuden ihmisen pyyhkeillä, tunnisti oikein kolme COVID-19 -tapausta (niillä oli eri väri kuin negatiivisilla testeillä).

Koti-covid-testi.
Koti-covid-testi.
Tweet kirjoittanut @V_Saggiomo

Testi, mukaan lukien kapselit, vaihetta vaihtava vaha ja injektiopullot, joihin geneettistä materiaalia lisätään, olisi helppo tuottaa miljoonina. Ihmiset voisivat sitten pyyhkiä geenimateriaalia kotona ja lämmittää kapseleita saadakseen tulokset. Nämä laitteet ovat myös halpoja (noin 0.20 €), helppoja valmistaa, helppokäyttöisiä ja suurelta osin kierrätettäviä. Ehkä näemme CoroNespresso-testit kodeissamme pian, älä vain sekoita niitä tavallisiin kahvipaloihisi.Conversation

kirjailijasta

Mark Lorch, Tiedeviestinnän ja kemian professori, Hullin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

books_science