De meeste virale testkits zijn gebaseerd op arbeids- en tijdrovende laboratoriumvoorbereidings- en analysetechnieken; bijvoorbeeld, tests voor het nieuwe coronavirus kunnen dagen duren om het virus van neusuitstrijkjes te detecteren. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een goedkoop maar gevoelig smartphone-gebaseerd testapparaat voor virale en bacteriële pathogenen gedemonstreerd dat ongeveer 30 minuten in beslag neemt. Het smartphoneaccessoire van ongeveer $ 50 zou de druk op testlaboratoria tijdens een pandemie zoals COVID-19 kunnen verminderen.

De resultaten van de nieuwe multi-institutionele studie, geleid door de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, professor elektrische en computertechnologie Brian Cunningham en professor bio-engineering Rashid Bashir, worden gerapporteerd in het journaal Lab op een chip .

"De uitdagingen die gepaard gaan met het snel testen van pathogenen dragen bij aan veel onzekerheid over welke personen in quarantaine worden geplaatst en een hele reeks andere gezondheids- en economische problemen, ' zei Cunningham.

De studie begon met het doel om een ​​panel van virale en bacteriële pathogenen bij paarden op te sporen, inclusief die welke ernstige aandoeningen van de luchtwegen veroorzaken, vergelijkbaar met die gepresenteerd in COVID-19, aldus de onderzoekers.

"Paardpathogenen kunnen leiden tot verwoestende ziekten in dierpopulaties, natuurlijk, maar een van de redenen waarom we met hen samenwerken, heeft te maken met veiligheid. De paardenpathogenen in ons onderzoek zijn onschadelijk voor de mens, ' zei Cunningham.

Het nieuwe testapparaat bestaat uit een kleine cartridge met testreagentia en een poort om een ​​neusextract of bloedmonster in te brengen, aldus de onderzoekers. Het hele apparaat klikt vast op een smartphone.

In de patroon, de reagentia breken de buitenste schil van een pathogeen open om toegang te krijgen tot zijn RNA. Een primermolecuul versterkt vervolgens het genetische materiaal in vele miljoenen kopieën in ongeveer 10 of 15 minuten, aldus de onderzoekers. Een fluorescerende kleurstof bevlekt de kopieën en gloeit groen wanneer ze worden verlicht door blauw LED-licht, die vervolgens wordt gedetecteerd door de camera van de smartphone.

"Deze test kan snel worden uitgevoerd op passagiers voordat ze op een vlucht stappen, op mensen die naar een themapark gaan of voor evenementen zoals een conferentie of concert, " zei Cunningham. "Cloud computing via een smartphone-applicatie zou het mogelijk kunnen maken om een ​​negatief testresultaat te registreren bij organisatoren van evenementen of als onderdeel van een instapkaart voor een vlucht. Of, een persoon in quarantaine kan zichzelf dagelijks testen, registreer de resultaten bij een arts, en weet dan wanneer het veilig is om naar buiten te komen en weer deel te nemen aan de samenleving."

Er worden momenteel enkele voorbereidende stappen buiten het apparaat uitgevoerd, en het team werkt aan een cartridge met alle reagentia die nodig zijn voor een volledig geïntegreerd systeem. Andere onderzoekers van de U. of I. gebruiken het nieuwe coronavirusgenoom om een ​​mobiele test voor COVID-19 te maken, en het maken van een gemakkelijk te vervaardigen cartridge die volgens Cunningham de testinspanningen zou verbeteren.