Weinig mensen die nasofaryngeale uitstrijkjes hebben ondergaan voor het testen van het coronavirus, zouden het als een prettige ervaring omschrijven. De procedure omvat het steken van een lang wattenstaafje in de neus om een ​​monster van de achterkant van de neus en keel te nemen, die vervolgens wordt geanalyseerd op SARS-CoV-2-RNA door de polymerasekettingreactie met omgekeerde transcriptie (RT-PCR). Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Nano hebben een prototype apparaat ontwikkeld dat op niet-invasieve wijze COVID-19 detecteerde in de uitgeademde adem van geïnfecteerde patiënten.

Behalve dat het ongemakkelijk is, de huidige gouden standaard voor COVID-19-testen vereist RT-PCR, een tijdrovende laboratoriumprocedure. Door achterstanden, het verkrijgen van een resultaat kan enkele dagen duren. Om de overdrachts- en sterftecijfers te verminderen, zorgstelsels hebben behoefte aan snelle, goedkope en gebruiksvriendelijke tests. Hossam Haick, Hu Liu, Yueyin Pan en collega's wilden een op nanomateriaal gebaseerde sensor ontwikkelen die COVID-19 in uitgeademde lucht zou kunnen detecteren, vergelijkbaar met een ademtest voor alcoholintoxicatie. Eerdere studies hebben aangetoond dat virussen en de cellen die ze infecteren vluchtige organische stoffen (VOS) uitstoten die in de adem kunnen worden uitgeademd.

De onderzoekers maakten een array van gouden nanodeeltjes gekoppeld aan moleculen die gevoelig zijn voor verschillende VOC's. Wanneer VOC's interageren met de moleculen op een nanodeeltje, de elektrische weerstand verandert. De onderzoekers hebben de sensor getraind om COVID-19 te detecteren door machine learning te gebruiken om het patroon van elektrische weerstandssignalen verkregen uit de adem van 49 bevestigde COVID-19-patiënten te vergelijken met die van 58 gezonde controles en 33 niet-COVID-longinfectiepatiënten in Wuhan, China. Elke studiedeelnemer blies 2-3 seconden in het apparaat vanaf een afstand van 1-2 cm. Nadat machine learning een mogelijke COVID-19-signatuur had geïdentificeerd, het team testte de nauwkeurigheid van het apparaat op een subset van deelnemers. In de testset, het apparaat toonde een nauwkeurigheid van 76% bij het onderscheiden van COVID-19-gevallen van controles en 95% nauwkeurigheid bij het onderscheiden van COVID-19-gevallen van longinfecties. De sensor kan ook onderscheiden, met 88% nauwkeurigheid, tussen zieke en herstelde COVID-19-patiënten. Hoewel de test bij meer patiënten gevalideerd moet worden, het kan nuttig zijn voor het screenen van grote populaties om te bepalen welke individuen verder moeten worden getest, zeggen de onderzoekers.