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Los nanobeads magnéticos programados diagnostican rápidamente COVID-19

COVID-19 se puede diagnosticar en 55 minutos o menos con la ayuda de nanobeads magnéticos programados y de una herramienta diagnóstica que tape en un teléfono celular disponible, según los ingenieros de Rice University.

El laboratorio del arroz del ingeniero industrial Peter Lillehoj ha desarrollado una viruta microfluidic sello-clasificada que mide la concentración SARS-CoV-2 de proteína del nucleocapsid (n) en suero de sangre de un pinchazo estándar del dedo. Los nanobeads atan a la proteína de SARS-CoV-2 N, un biomarker para COVID-19, en la viruta y la transportan a un sensor electroquímico que descubra las cantidades minuciosas del biomarker.

Los investigadores discutieron su proceso simplifican la muestra que manejaba las pruebas lampazo-basadas comparadas de la polimerización en cadena que son ampliamente utilizadas diagnosticar COVID-19 y necesitar ser analizado en un laboratorio.

Cuál es grande sobre este dispositivo es que no requiere un laboratorio. Usted puede realizar la prueba entera y generar los resultados en el sitio de la colección, la clínica de salud o aún una farmacia. El sistema entero es fácilmente transportable y fácil de utilizar.”

Peter Lillehoj, ingeniero industrial, Rice University

La investigación aparece en los sensores del gorrón ACS de la sociedad de substancia química americana.

El estudiante de tercer ciclo y el autor importante Jiran Li de Lillehoj y del arroz se aprovecharon de las herramientas biosensing existentes y las combinaron con su propia experiencia en desarrollar diagnósticos simples, como un remiendo del microneedle introducido el año pasado para diagnosticar malaria.

La nueva herramienta confía en un esquema ligeramente más complejo de la detección pero entrega resultados exactos, cuantitativos en una pequeña cantidad de hora. Para probar el dispositivo, el laboratorio confió en muestras donadas del suero de la gente que era sana y de otras que eran COVID-19-positive.

Lillehoj dijo resultados más exactos más largos de los rendimientos de una incubación al usar el suero entero. El laboratorio encontró que 55 minutos eran un periodo de hora óptimo para que el microchip detecte la proteína de SARS-CoV-2 N en las concentraciones de hasta sólo 50 picograms (billionths de un gramo) por mililitro en suero entero. El microchip podía descubrir la proteína de N en incluso concentraciones más inferiores, en 10 picograms por mililitro, en solamente 25 minutos diluyendo el suero cinco veces.

Emparejado con un teléfono del pixel 2 de Google y un potentiostat enchufable, podía entregar una diagnosis positiva con una concentración de hasta sólo 230 picograms para el suero entero.

“Hay procedimientos estándar para modificar las molduras con un anticuerpo que apunte un biomarker determinado,” Lillehoj dijo. “Cuando usted las combina con una muestra que contiene el biomarker, en este caso proteína de SARS-CoV-2 N, pegan juntas.”

Un tubo capilar se utiliza para entregar la muestra a la viruta, que entonces se coloca en un imán que tire de las molduras hacia un sensor electroquímico recubierto con los anticuerpos de la captura. Las molduras atan a los anticuerpos de la captura y generan una corriente proporcional a la concentración de biomarker en la muestra.

El potentiostat lee esa corriente y envía una señal a su teléfono app. Si no hay biomarkers COVID-19, las molduras no atan al sensor y no consiguen quitadas dentro de la viruta.

Lillehoj dijo que no sería difícil que la industria fabricar las virutas microfluidic o las adapte a las nuevas deformaciones COVID-19 si y cuando eso llega a ser necesario.

Source:
Journal reference:

Li, J & Lillehoj, P. B., (2021) Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, High Sensitivity Measurements of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein in Serum. ACS Sensors. doi.org/10.1021/acssensors.0c02561.