Diagnostische apparaten die thuis of in artsenpraktijken worden gebruikt, zijn vaak niet gevoelig genoeg om kleine hoeveelheden van een virus te detecteren die aanwezig kunnen zijn in monsters van asymptomatische patiënten, die kunnen optreden in een vroeg stadium van COVID-19. In Biomicrofluïdica, , wetenschappers rapporteren een op een membraan gebaseerde uitvinding die het virusgehalte van een urine- of speekselmonster kan concentreren, waardoor het kan worden gedetecteerd.

Om de monsterconcentratie te verhogen, eerdere groepen hebben geldeeltjes gebruikt, gekoppeld aan een chemische kleurstof, om een ​​virus te vangen en op te sporen, maar deze benadering is beperkt tot specifieke virussen die aan de kleurstof kunnen binden. In aanvulling, de testtijd kan meer dan 30 minuten bedragen en vereist dure apparatuur.

Andere benaderingen zijn geprobeerd, maar ze missen allemaal het vermogen om verschillende virussen of andere interessante biostoffen te diagnosticeren, zoals humaan choriongonadotrofine, een hormoon dat tijdens de zwangerschap in de urine aanwezig is.

Onderzoekers van de Universiteit van Cincinnati en Wright-Patterson Air Force Base probeerden twee verschillende apparaten, beide gebaseerd op vergelijkbare membraanfiltersystemen.

Het eerste apparaat was een volledig geïntegreerde concentratie-eenheid gekoppeld aan een onderdeel dat het betreffende virus kon detecteren. Er werd een vacuüm gebruikt om water door het membraan te trekken, het virus achterlatend in een meer geconcentreerde oplossing, en het monster werd in hetzelfde apparaat geanalyseerd.

"De hoeveelheid tijd die nodig was om het concentratieproces te voltooien was erg traag, " zei auteur Amy Drexelius. "Gemiddeld, elk apparaat had ongeveer 30 minuten nodig om het concentratieproces te voltooien. We, daarom, geconcludeerd dat het vacuümgestuurde autostaging-apparaat praktisch niet bruikbaar is en is overgestapt op een alternatief apparaat dat een veel hogere positieve druk gebruikt."

Het tweede apparaat werd overwogen omdat de onderzoekers zich realiseerden dat door het uitoefenen van hoge druk, in plaats van hoogvacuüm, ze zouden het drukverschil tussen het monster en de omgeving kunnen vergroten. Een stikstofgastank en regelaar waren aan hun tweede apparaat bevestigd, waardoor de toepassing van maximaal 100 pond per vierkante inch druk.

De groep onderzocht echte biovloeistoffen, speeksel en urine, verrijkt met eiwitmonsters van het influenza A-virus. Andere monsters bevatten HCG.

"De testresultaten waren extreem consistent met het tweede apparaat, met een concentratieresultaat van 33 keer dat van het oorspronkelijke monster, " zei Drexelius. "Preconcentratie van een monster van 1 milliliter zou in vijf minuten kunnen worden bereikt of zelfs sneller met hogere toegepaste drukken."

Het nieuwe coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt, is niet getest, maar de methode zou ervoor moeten werken, omdat de technologie influenza A met succes kon detecteren. Beide zijn respiratoire virussen die waarschijnlijk in speeksel aanwezig zijn. De techniek is, in aanvulling op, veelbelovend voor zwangerschapstesten, waar vroege resultaten ook zeer wenselijk zijn.