دستگاه های نسپرسو ، که اسپرسو و قهوه را از کپسول های قهوه دم می کنند ، می توانند برای آزمایشات پوستی استفاده شوند. مانو پادیلا / شاتر استوک 

انتقال به کار در خانه برای همه ما چالش هایی داشت ، اما وقتی شغل شما شامل تحقیق در مورد کاربردهای بیولوژیکی برای فناوری نانو باشد ، این آزمایشات کمی پیچیده تر از استفاده از پهنای باند خانوار است. بنابراین در آزمایشگاه وی ممنوع ، ممکن است منطقی انتظار داشته باشید که تحقیقات شیمی دان ارگانیک انجام شود ویتوریو ساگیومو، از گروه Bionanotechnology در دانشگاه و تحقیقات واگنینگن در هلند ، متوقف شده است.

اما ساگیومو نوعی خلاق ، تخیلی است و از این رو به این فکر افتاد که آیا می تواند لوازم خانگی معمولی را به خوبی در مبارزه با COVID-19 به کار گیرد. به طور دقیق تر ، آیا او می تواند یک آزمایش خانگی ارزان قیمت و بسیار حساس برای ویروس ایجاد کند؟ معلوم شد که او می تواند. تیم او اکنون این ایده را در یک ارسال کرده است سرور پیش چاپ ، ChemArxiv. این مقاله هنوز توسط سایر دانشمندان بررسی نشده است.

در حال حاضر ، وجود دارد دو نوع اصلی آزمون COVID-19: تست PCR و تست جریان جانبی (LFT). آزمایش PCR استاندارد طلا با شناسایی ماده ژنتیکی آن معروف به RNA ، وجود ویروس را بررسی می کند. اما مقادیر ناگهانی کمی مواد ویروسی در یک سواب وجود دارد ، بنابراین مواد باید قبل از شناسایی به DNA تبدیل و تکثیر شوند. و این توسط "واکنش زنجیره ای پلیمراز”، همان چیزی است که PCR مخفف آن است.

این فرآیند شامل دوچرخه سواری مکرر از طیف وسیعی از دما بین 50 درجه سانتی گراد و 90 درجه سانتی گراد است. در طول هر چرخه ، مقدار DNA دو برابر می شود ، بنابراین پس از 30 سیکل می توان بیش از یک میلیارد نسخه از مواد ویروسی را فقط از یک رشته ماده اولیه ایجاد کرد. سپس ماده تقویت شده با برچسب های فلورسنت که خود را به توالی DNA ویروسی متصل می کنند ، شناسایی می شود.

به همین ترتیب ، PCR یک تکنیک بسیار حساس است ، اما برای انجام آن به مواد و تجهیزات ویژه ای نیاز دارد. به همین دلیل آزمایشات به آزمایشگاه ارسال می شود و برای رسیدن به نتیجه یک یا دو روز طول می کشد.

دومین آزمون رایج تست جریان جانبی (LFT). اینها با شناسایی قطعات پوسته های پروتئینی ویروسی کار می کنند. آنتی بادی هایی که به ویروس متصل می شوند در نوارهای LFT قرار دارند. این آنتی بادی ها با ذرات ریز طلایی برچسب گذاری شده اند که به نظر می رسد قرمز است و به شما امکان می دهد آنها را در دستگاه آزمایش مشاهده کنید. آنتی بادی های برچسب خورده بسته به وجود یا نبودن ویروس در نوارهای مشخص LFT تجمع می یابند.

LFT ها سریع ، ارزان و استفاده از آنها آسان است ، و آنها را برای آزمایش در جامعه و خانه ایده آل می کند. اما آنها هستند هیچ کجا به این حساسیت نیست به عنوان آزمایش PCR - آنها فقط افرادی را که بار ویروسی بالایی دارند شناسایی می کنند. این بدان معنی است که بسیاری از افراد آلوده نتیجه منفی کاذب از چنین آزمایشاتی را بدست می آورند.

تست های CoroNaspresso

در حالت ایده آل ، ما به یک تست خانگی نیاز داریم که به راحتی مانند LFT ها استفاده شود اما به اندازه تست PCR حساس باشد. یک کاندیدای عالی روشی به نام است تقویت ایزوترمال با واسطه حلقه (لامپ). این با اصول بسیار مشابه PCR کار می کند و چندین نسخه از مواد ژنتیکی اولیه را تولید می کند - که می توانید از یک سواب تهیه کنید - اما دارای مزایای اساسی است.

به عنوان مثال ، می توان آن را با یک "بازخوانی رنگ" مفید ترکیب کرد. وقتی واکنش لامپ رخ می دهد ، باعث افزایش اسیدیته نمونه می شود. این بدان معنی است که شما می توانید ماده ای را اضافه کنید که با توجه به مقدار pH در ترکیب واکنش تغییر رنگ دهد ، و یک نشانه بصری از یک نتیجه مثبت یا منفی ارائه دهد. یکی دیگر از مزایای آن این است که واکنشهای لامپ در دمای ثابت (حدود 65 درجه سانتیگراد) به جای نیاز به چرخش ثابت در محدوده ای از دما انجام می شوند.

با این وجود ، لامپ هنوز به کنترل دقیق دما نیاز دارد. سیستم های کنترل دما - چه در دستگاه PCR ، چه دستگاه لامپ یا اجاق گاز خانگی - معمولاً با ترموستات الکترونیکی حاصل می شوند. با این حال ، ساخت و حمل وسایل الکترونیکی جدیدی که به طور خاص برای آزمایشات لامپ خانگی طراحی شده اند ، عملی نیست (به ویژه در وسط بیماری همه گیر). بنابراین ساگیومو سعی کرد راهی برای حل این مسئله پیدا کند. او به موادی که نامیده می شوند برخورد کرد مواد تغییر فاز که با ذوب شدن انرژی (گرما) را جذب می کنند و بنابراین دمای ثابت را حفظ می کنند.

ساگیومو پس از یافتن مومی از چنین موادی که دقیقاً در دمای لازم ذوب می شود ، شروع به ساخت دستگاهی برای قرار دادن لوله های واکنش لامپ و تکه های موم کرد. سپس این مورد نیاز داشت تا در برخی از مواد دیگری که می توانند گرم شوند ، قرار داده شود. مسکن عالی مشخص شد که هنگام تهیه قهوه صبحگاهی به صورت او خیره شده است: کپسول های دستگاه قهوه نسپرسو.

مرحله آخر فقط یافتن روش مناسب برای گرم کردن کپسول ها بود. پس از امتحان ماشین ظرفشویی (که کار می کرد اما نمونه ها از بین می رفتند) ، اجاق مایکروویو (از کار افتاد ، زیرا لوله ها بیش از حد گرم شدند و درب آن بیرون آمد) و فنجان های پر از آب گرم (کنترل کافی دما) ، ساگیومو روی یک ظرف ساده قرار گرفت در حال جوشیدن آب روی یک اجاق گاز. دستگاه "CoroNaspresso" حاصل شده ، هنگامی که توسط سایر اعضای تیم با سواب از شش نفر آزمایش شد ، به طور صحیح سه مورد COVID-19 را شناسایی کرد (این رنگ ها متفاوت از آزمایش های منفی بود).

تست کوید خانگی. توییت توسطV_Saggiomo

این آزمایش ، از جمله کپسول ها ، موم و فنجان های تغییر دهنده فاز که می توان مواد ژنتیکی را در آن قرار داد ، تولید میلیونی آسان است. سپس افراد می توانند برای گرفتن مواد ژنتیکی در خانه سواب بزنند و کپسول ها را گرم کنند تا نتیجه بگیرند. این دستگاه ها همچنین ارزان (حدود 0.20 یورو) ، ساخت آسان ، استفاده آسان و تا حد زیادی قابل بازیافت هستند. شاید به زودی آزمایشات CoroNespresso را در خانه های خود ببینیم ، فقط آنها را با غلاف های قهوه معمولی اشتباه نگیرید.

درباره نویسنده

مارک لورچ، استاد علوم ارتباطات و شیمی ، دانشگاه هال

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتابها