El chip simplifica las pruebas de COVID-19 y entrega los resultados en un teléfono
Un sistema desarrollado por ingenieros de la Universidad de Rice emplea un chip de microfluidos del tamaño de una estampilla que mide la concentración de la proteína de la nucleocápside del SARS-CoV-2 en el suero sanguíneo para diagnosticar la COVID-19 en menos de una hora. El sistema utiliza un teléfono celular estándar y un potenciostato para entregar los resultados. Crédito: Lillehoj Research Group/Rice University
COVID-19 se puede diagnosticar en 55 minutos o menos con la ayuda de nanoesferas magnéticas programadas y una herramienta de diagnóstico que se conecta a un teléfono celular estándar, según ingenieros de la Universidad de Rice .
El laboratorio de Rice del ingeniero mecánico Peter Lillehoj ha desarrollado un chip de microfluidos del tamaño de una estampilla que mide la concentración de la proteína nucleocápside (N) del SARS-CoV-2 en el suero sanguíneo a partir de un pinchazo estándar en el dedo. Las nanoesferas se unen a la proteína N del SARS-CoV-2, un biomarcador de la COVID-19, en el chip y la transportan a un sensor electroquímico que detecta cantidades diminutas del biomarcador.
Los investigadores argumentaron que su proceso simplifica manejo de muestras en comparación con las pruebas de PCR basadas en hisopos que se usan ampliamente para diagnosticar COVID-19 y deben analizarse en un laboratorio.
«Lo bueno de este dispositivo es que no requiere un laboratorio». dijo Lillehoj. «Puede realizar la prueba completa y generar los resultados en el sitio de recolección, la clínica de salud o incluso una farmacia. Todo el sistema es fácilmente transportable y fácil de usar».
La investigación aparece en la American Chemical Society revista ACS Sensors.
Lillehoj y Rice, estudiante de posgrado y autor principal, Jiran Li, aprovecharon las herramientas de biodetección existentes y las combinaron con su propia experiencia en el desarrollo de diagnósticos simples, como un parche de microagujas introducido el año pasado para diagnosticar la malaria.
Nanoperlas magnéticas programadas combinadas con un teléfono celular comercial y una herramienta de diagnóstico enchufable pueden diagnosticar COVID-19 en 55 minutos o menos, según ingenieros de la Universidad de Rice. Crédito: Jeff Fitlow/Universidad Rice
La nueva herramienta se basa en un esquema de detección un poco más complejo, pero ofrece resultados cuantitativos precisos en poco tiempo. Para probar el dispositivo, el laboratorio se basó en muestras de suero donadas de personas sanas y otras que dieron positivo en COVID-19.
Lillehoj dijo que una incubación más prolongada produce resultados más precisos cuando se usa suero completo. El laboratorio descubrió que 55 minutos era una cantidad óptima de tiempo para que el microchip detectara la proteína N del SARS-CoV-2 en concentraciones tan bajas como 50 picogramos (mil millonésimas de gramo) por mililitro en suero completo. El microchip podía detectar la proteína N en concentraciones aún más bajas, a 10 picogramos por mililitro, en solo 25 minutos diluyendo el suero cinco veces.
En combinación con un teléfono Google Pixel 2 y un potenciostato enchufable, fue capaz de brindar un diagnóstico positivo con una concentración tan baja como 230 picogramos para suero completo.
«Existen procedimientos estándar para modificar las perlas con un anticuerpo que se dirige a un biomarcador en particular», dijo Lillehoj. «Cuando los combinas con una muestra que contiene el biomarcador, en este caso la proteína SARS-CoV-2 N, se unen».
El ingeniero mecánico de la Universidad de Rice, Peter Lillehoj, a la izquierda, y el estudiante graduado Jiran Li desarrollaron un sistema que utiliza nanoesferas magnéticas programables, un teléfono celular comercial y una herramienta de diagnóstico enchufable para diagnosticar COVID-19 en 55 minutos o menos. Crédito: Jeff Fitlow/Universidad de Rice
Se usa un tubo capilar para llevar la muestra al chip, que luego se coloca en un imán que atrae las perlas hacia un sensor electroquímico recubierto con anticuerpos de captura. Las perlas se unen a los anticuerpos de captura y generan una corriente proporcional a la concentración del biomarcador en la muestra.
El potenciostato lee esa corriente y envía una señal a su aplicación de teléfono. Si no hay biomarcadores de COVID-19, las perlas no se unen al sensor y se lavan dentro del chip.
Lillehoj dijo que no sería difícil para la industria fabricar los chips microfluídicos o adaptarlos a nuevas cepas de COVID-19 cuando sea necesario.
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Prueba de malaria tan simple como un vendaje Más información: Jiran Li et al, Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, High Sensitivity Measurements of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein in Serum , Sensores ACS (2021). DOI: 10.1021/acssensors.0c02561 Información del diario: Sensores ACS
Proporcionado por Rice University Cita: El chip simplifica las pruebas de COVID-19 y ofrece resultados en un teléfono (2021 , 25 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-chip-covid-results.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.