Investigadores desarrollan una prueba COVID-19 basada en teléfonos inteligentes que brinda resultados en aproximadamente 10 minutos
Investigadores de UArizona obtienen una imagen de una muestra usando un microscopio de teléfono inteligente. Crédito: UArizona Biosensors Lab
Investigadores de la Universidad de Arizona están desarrollando un método de prueba de COVID-19 que utiliza un microscopio de teléfono inteligente para analizar muestras de saliva y entregar resultados en aproximadamente 10 minutos.
El equipo de investigación de UArizona, dirigido por el profesor de ingeniería biomédica Jeong-Yeol Yoon, tiene como objetivo combinar la velocidad de las pruebas de antígeno con hisopo nasal existentes con la alta precisión de las pruebas de reacción en cadena de la polimerasa o PCR con hisopo nasal. Los investigadores están adaptando un método económico que crearon originalmente para detectar el norovirus, el microbio famoso por propagarse en los cruceros, usando un microscopio de teléfono inteligente.
Planean usar el método junto con una prueba de gárgaras con solución salina desarrollada por Michael Worobey, director del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UArizona y director asociado del Instituto BIO5 de la Universidad de Arizona.
La última investigación del equipo con muestras de agua se realizó en colaboración con Kelly A. Reynolds, directora del Departamento de Community, Environment and Policy in the UArizona Mel and Enid Zuckerman College of Public Health se publica hoy en Nature Protocols.
«Lo hemos esbozado para que otros científicos puedan básicamente repetir lo que hicimos y crear un norovirus- dispositivo de detección», dijo Lane Breshears, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en el laboratorio de Yoon. «Nuestro objetivo es que si quieres adaptarlo para otra cosa, como lo hemos adaptado para COVID-19, tienes todos los ingredientes que necesitas para hacer básicamente tu propio dispositivo».
Yoona Miembro del Instituto BIO5 que también es profesor de ingeniería de biosistemas, ciencias biomédicas animales y comparativas, y química y bioquímica está trabajando con un gran grupo de estudiantes de pregrado y posgrado para desarrollar el método de detección de COVID-19 basado en teléfonos inteligentes.
«Tengo un par de amigos que tenían COVID-19 que estaban muy frustrados, porque sus resultados de PCR tardaban seis o siete días o estaban obteniendo falsos negativos en las pruebas rápidas de antígenos. Pero cuando obtuvieron las pruebas de PCR finales, encontraron habían estado enfermos, como sospechaban», dijo Katie Sosnowski, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica que trabaja en el laboratorio de Yoon. «Es genial trabajar en una plataforma de detección que puede obtener resultados rápidos que también son precisos».
El profesor de ingeniería biomédica Jeong-Yeol Yoon y su equipo muestran al presidente de la Universidad de Arizona, Robert C. Robbins, y al rector Liesl Folks. el Laboratorio de Biosensores. Crédito: Chris Richards/Universidad de Arizona
Detección más barata y sencilla
Los métodos tradicionales para la detección de norovirus u otros patógenos suelen ser costosos, involucran un gran conjunto de equipos de laboratorio o requieren experiencia científica. La prueba de norovirus basada en teléfonos inteligentes desarrollada en UArizona consiste en un teléfono inteligente, un microscopio simple y una pieza de papel microfluídico, un papel recubierto de cera que guía la muestra líquida para que fluya a través de canales específicos. Es más pequeña y económica que otras pruebas, con componentes que cuestan alrededor de $45.
La base de la tecnología, descrita en un artículo de 2019 publicado en la revista ACS Omega, es relativamente simple. Los usuarios introducen anticuerpos con perlas fluorescentes en una muestra de agua potencialmente contaminada. Si hay suficientes partículas del patógeno en la muestra, varios anticuerpos se adhieren a cada partícula del patógeno. Bajo un microscopio, las partículas del patógeno aparecen como pequeños grupos de perlas fluorescentes, que luego el usuario puede contar. El proceso de agregar cuentas a la muestra, sumergir un trozo de papel en la muestra, luego tomar una fotografía de ella con un teléfono inteligente bajo un microscopio y contar las cuentas toma alrededor de 10 a 15 minutos. Es tan simple que Yoon dice que un no científico podría aprender cómo hacerlo viendo un breve video.
La versión de la tecnología descrita en el artículo de Nature Protocols hace más mejoras, como la creación de un 3-D- carcasa impresa para el accesorio del microscopio y chip de papel microfluídico. El documento también presenta un método llamado umbralización adaptativa. Anteriormente, los investigadores establecían un valor fijo para qué cantidad de patógeno constituía un peligro, lo que limitaba los niveles de precisión. La nueva versión utiliza inteligencia artificial para establecer el umbral de peligro y tener en cuenta las diferencias ambientales, como el tipo de teléfono inteligente y la calidad del papel.
Impacto en el campus
Los investigadores planea asociarse con las instalaciones de prueba de la Universidad de Arizona para afinar su método a medida que lo adaptan para la detección de COVID-19. A la espera de la aprobación de la junta de revisión institucional de la universidad, los estudiantes que ya están siendo evaluados en el campus a través de otros métodos tendrán la opción de proporcionar un consentimiento por escrito para que su muestra también se analice a través del dispositivo de prueba basado en teléfonos inteligentes. En última instancia, los investigadores prevén distribuir el dispositivo a los centros del campus para que la persona promedio, como un asistente residente en un dormitorio, pueda analizar muestras de saliva de grupos de personas.
«La adaptación de un método diseñado para detectar el norovirus, otro patógeno altamente contagioso un ejemplo sobresaliente de cómo nuestros investigadores giran frente a la pandemia», dijo el presidente de la Universidad de Arizona, Robert C. Robbins. «Esta tecnología prometedora podría permitirnos proporcionar pruebas rápidas, precisas y asequibles a la comunidad del campus con frecuencia y facilidad. Esperamos que sea una parte habitual de nuestra estrategia ‘Prueba, Rastreo, Tratamiento’ y que tenga un impacto más amplio para mitigar la propagación de la enfermedad».
Yoon y su equipo también están trabajando en otra idea, basada en un artículo de 2018 que publicaron en ChemistryA European Journal, que es aún más simple pero deja un poco más de margen de error. . Se trata de la misma tecnología, pero en lugar de un microscopio para teléfono inteligente y una carcasa especialmente diseñada, los usuarios solo tendrían que descargar una aplicación para teléfono inteligente y usar un chip de microfluidos estampado con un código QR.
«A diferencia de la técnica del microscopio fluorescente , donde colocas el chip en la posición correcta, solo tomas una instantánea del chip», dijo Pat Akarapipad, estudiante de maestría en ingeniería biomédica. «No importa el ángulo o la distancia desde la que se tome la foto, la aplicación para teléfonos inteligentes puede usar IA y el código QR para tener en cuenta las variaciones y ejecutar los cálculos correspondientes».
El método no requiere capacitación, por lo que, si se perfecciona , potencialmente podría permitir que los estudiantes recojan chips de microfluidos de una ubicación del campus y analicen sus propias muestras. .
Explore más
Uso de un teléfono inteligente para detectar norovirus Más información: Nature Protocols (2021). DOI: 10.1038/s41596-020-00460-7 Información de la revista: Nature Protocols , ACS Omega , Chemistry A European Journal
Proporcionado por la Universidad de Arizona Cita: Investigadores desarrollar una prueba COVID-19 basada en teléfonos inteligentes que brinde resultados en aproximadamente 10 minutos (29 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-smartphone-based-covid-results-minutes. html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.