Les nanobilles magnétiques programmées associées à un téléphone portable standard et à un outil de diagnostic enfichable peuvent diagnostiquer le COVID-19 en 55 minutes ou moins, rapportent les chercheurs. (Crédit: Jeff Fitlow / Rice)
À l'aide de nanobilles magnétiques programmées, un outil de diagnostic qui se branche sur un téléphone standard peut diagnostiquer le COVID-19 en 55 minutes ou moins.
La puce microfluidique de la taille d'un tampon mesure la concentration de la protéine nucléocapside (N) du SRAS-CoV-2 dans le sérum sanguin à partir d'une piqûre de doigt standard. Les nanobilles se lient à la protéine SARS-CoV-2 N, un biomarqueur du COVID-19, dans la puce et la transportent vers un capteur électrochimique qui détecte des quantités infimes du biomarqueur.
Les chercheurs affirment que leur processus simplifie la manipulation des échantillons par rapport aux Tests PCR qui sont largement utilisés pour diagnostiquer le COVID-19 et doivent être analysés en laboratoire.
«Ce qui est génial avec cet appareil, c'est qu'il ne nécessite pas de laboratoire», déclare Peter Lillehoj, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université Rice. «Vous pouvez effectuer l'intégralité du test et générer les résultats sur le site de collecte, dans une clinique de santé ou même dans une pharmacie. L'ensemble du système est facilement transportable et facile à utiliser. »
La recherche apparaît dans le journal Capteurs ACS.
Lillehoj et Jiran Li, étudiant diplômé et auteur principal, ont profité des outils de biodétection existants et les ont combinés avec leur propre expérience dans le développement de diagnostics simples, comme un patch microneedle introduit l'année dernière pour diagnostiquer. paludisme.
Le nouvel outil repose sur un schéma de détection légèrement plus complexe, mais fournit des résultats précis et quantitatifs dans un court laps de temps. Pour tester l'appareil, le laboratoire s'est appuyé sur des échantillons de sérum provenant de personnes en bonne santé et d'autres personnes positives au COVID-19.
Lillehoj dit qu'une incubation plus longue donne des résultats plus précis lors de l'utilisation de sérum entier. Le laboratoire a découvert que 55 minutes était une durée optimale pour que la micropuce détecte la protéine SRAS-CoV-2 N à des concentrations aussi faibles que 50 picogrammes (milliardièmes de gramme) par millilitre dans le sérum entier. La micropuce pouvait détecter la protéine N à des concentrations encore plus faibles, à 10 picogrammes par millilitre, en seulement 25 minutes en diluant le sérum cinq fois.
Associé à un téléphone Google Pixel 2 et à un potentiostat plug-in, l'appareil pourrait fournir un diagnostic positif avec une concentration aussi basse que 230 picogrammes pour le sérum entier.
«Il existe des procédures standard pour modifier les billes avec un anticorps qui cible un biomarqueur particulier», explique Lillehoj. «Lorsque vous les combinez avec un échantillon contenant le biomarqueur, dans ce cas la protéine SARS-CoV-2 N, ils se lient ensemble.»
Un tube capillaire est utilisé pour fournir l'échantillon à la puce, qui est ensuite placée sur un aimant qui tire les billes vers un capteur électrochimique recouvert d'anticorps de capture. Les perles se lient à la capture anticorps et générer un courant proportionnel à la concentration de biomarqueur dans l'échantillon.
Le potentiostat lit ce courant et envoie un signal à son application téléphonique. S'il n'y a pas de biomarqueurs COVID-19, les billes ne se lient pas au capteur et sont emportées à l'intérieur de la puce.
Lillehoj dit qu'il ne serait pas difficile pour l'industrie de fabriquer les puces microfluidiques ou de les adapter à de nouvelles souches COVID-19 si et quand cela devient nécessaire.
À propos des auteurs
Les instituts nationaux de la santé, la National Science Foundation et le fonds de recherche COVID-19 de l'Université Rice ont soutenu la recherche. -
