Nespresso-masjiene, wat espresso en koffie uit koffiekapsules brou, kan gebruik word vir kovide toetse. Manu Padilla / Shutterstock
Die oorgang na tuiswerk het vir ons almal uitdagings gehad, maar as u werk ondersoek na biologiese toepassings vir nanotegnologie, is hierdie proewe 'n bietjie ingewikkelder as om die breëbandgebruik van die huishouding te jongleren. U kan die navorsing deur organiese chemikus redelikerwys verwag Vittorio Saggiomo, van die Bionanotechnology-groep by Wageningen Universiteit en Navorsing in Nederland, tot stilstand gekom het.
Maar Saggiomo is 'n kreatiewe, verbeeldingryke tipe, en daarom het hy begin wonder of hy gewone huishoudelike toestelle goed kon benut in die stryd teen COVID-19. Kan hy meer spesifiek 'n goedkoop, baie sensitiewe huistoets vir die virus opstel? Dit blyk dat hy kon. Sy span het die idee nou op 'n preprint bediener, ChemArxiv. Die artikel moet nog deur ander wetenskaplikes hersien word.
Op die oomblik is daar twee hooftipes COVID-19-toets: die PCR-toets en die laterale vloeitoets (LFT). Die goue standaard PCR-toets kontroleer of die virus teenwoordig is deur die genetiese materiaal wat bekend staan as RNA op te spoor. Maar daar is verdwynende klein hoeveelhede virale materiaal in 'n depper, dus die materiaal moet in DNA omgeskakel en versterk word voordat dit opgespoor kan word. En dit word bereik deur die “Polimerase kettingreaksie”, Dit is waarvoor PCR staan.
Die proses behels herhaalde fietsry deur 'n reeks temperature tussen 50 ° C en 90 ° C. Gedurende elke siklus verdubbel die hoeveelheid DNA, en na 30 siklusse kan meer as 'n miljard eksemplare van die virale materiaal uit slegs een string beginmateriaal geskep word. Die versterkte materiaal word dan opgespoor met fluorescerende etikette wat hulself aan die virale DNA-reekse heg.
As sodanig is PCR 'n baie sensitiewe tegniek, maar dit benodig spesialismateriaal en -toerusting om uit te voer. Dit is die rede waarom die toetse na 'n laboratorium gestuur word, en dit neem 'n dag of twee om die uitslag te kry.
Die tweede algemene toets is die laterale vloeitoets (LFT). Dit werk deur fragmente van virale proteïen skulpe op te spoor. In die stroke van die LFT's is teenliggaampies wat aan die virus bind, ingebed. Hierdie teenliggaampies is gemerk met klein goue deeltjies, wat rooi lyk, sodat u dit op die toetsapparaat kan sien. Die gemerkte teenliggaampies versamel op verskillende bande op die LFT, afhangende van of die virus teenwoordig is of nie.
Die LFT's is vinnig, goedkoop en maklik om te gebruik, wat dit ideaal maak vir gemeenskaps- en tuistoetse. Maar hulle is nêrens so sensitief nie soos wat die PCR toets, sal hulle slegs mense met hoë virusbelasting identifiseer. Dit beteken dat baie mense wat besmet is, 'n vals negatiewe uitslag van sulke toetse sal kry.
CoroNaspresso-toetse
Ideaal gesproke het ons 'n tuistoets nodig wat net so maklik is om te gebruik as die LFT's, maar so sensitief soos die PCR-toets. 'N Uitstekende kandidaat is 'n metode wat genoem word lus-gemedieerde isotermiese versterking (lamp). Dit werk baie ooreen met PCR, wat verskeie kopieë van die aanvangsgenetiese materiaal lewer - wat u by 'n depper kan kry - maar dit het 'n paar belangrike voordele.
Dit kan byvoorbeeld gekombineer word met 'n handige "kleuruitlees". Wanneer die lampreaksie plaasvind, veroorsaak dit 'n toename in die suurheid van die monster. Dit beteken dat u 'n stof wat kleur verander volgens pH-waarde in die reaksiemengsel kan byvoeg, wat 'n visuele aanduiding van 'n positiewe of negatiewe resultaat kan gee. Nog 'n voordeel is dat lampreaksies by 'n vaste temperatuur (ongeveer 65 ° C) uitgevoer word, in plaas van om konstant deur 'n reeks temperature te beweeg.
Nietemin het Lamp nog steeds fyn temperatuurbeheer nodig. Temperatuurbeheerstelsels, hetsy in 'n PCR-masjien, 'n lampinstrument of huishoudelike oond, word gewoonlik met elektroniese termostate bereik. Die maak en versending van nuwe elektroniese toestelle wat spesifiek ontwerp is vir lampetoetse is nie prakties nie (veral in die middel van 'n pandemie). Saggiomo het dus 'n manier probeer vind. Hy tref die stowwe wat genoem word faseveranderingsmateriaal wat energie (hitte) absorbeer soos dit smelt en sodoende 'n konstante temperatuur handhaaf.
Nadat hy 'n was van so 'n materiaal gevind het wat presies op die vereiste temperatuur gesmelt het, het Saggiomo die instrument gebou om die lampreaksiebuise en wasstukke te huisves. Dit moes dan in ander materiaal geplaas word wat verhit kon word. Die perfekte behuising blyk hom in die gesig te staar terwyl hy sy oggendkoffie maak: Nespresso-koffiemasjienkapsules.
Die laaste stap was om net die regte manier te vind om die kapsules te verhit. Nadat hy die skottelgoedwasser probeer het (dit het gewerk, maar monsters het verdwaal), die mikrogolfoond (misluk, omdat die buise oorverhit en deksels uitgespring het) en bekers vol warm water (nie genoeg beheer oor die temperatuur nie), het Saggiomo op 'n eenvoudige pan gaan sit. prutwater op 'n stoofplaat. Die resulterende "CoroNaspresso" -apparaat, wat deur ander lede van die span getoets is, met deppers van ses mense, het drie gevalle van COVID-19 korrek geïdentifiseer (dit het 'n ander kleur as die negatiewe toetse).
Tuis-toets. Tweet deur @V_Saggiomo
Die toets, insluitend die kapsules, faseveranderende was en flessies waarin genetiese materiaal ingevoeg kan word, sou maklik in miljoene lande vervaardig kon word. Mense kon dan tuis gaan met genetiese materiaal en die kapsules verhit om hul resultate te kry. Hierdie toestelle is ook goedkoop (ongeveer € 0.20), maklik om te maak, maklik om te gebruik en grootliks herwinbaar. Miskien sal ons binnekort die CoroNespresso-toetse in ons huise sien, moenie dit verwar met u gewone koffiepeule nie.
Oor die skrywer
Mark Lorch, Professor in kommunikasie en chemie in die wetenskap, Universiteit van Hull
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
books_science
