Okostelefon használata a nagyon fertőző vírusok felderítésére
Egy új eszköz egy okostelefont és egy papír mikrofluid chipet használ a rendkívül alacsony norovírusszint kimutatására.
A norovírus nagyon fertőző vírus, amely az Egyesült Államokban évente mintegy 19–21 millió akut gastroenteritis-esetet okoz.
Valójában a norovírus az „élelmiszer-eredetű megbetegedések fő oka” az Egyesült Államokban.
A Norovirus felelős akár 1,9 millió kórházi látogatásért és további 400 000 látogatásért a sürgősségi osztályon is. Ez körülbelül 2 milliárd dollárba kerül az Egyesült Államok egészségügyi kiadásaiba és a munka termelékenységének elvesztésébe.
A vírus nagyon alacsony szinten fertőző lehet, csupán 10 vírusrészecske elegendő a fertőzés kiváltásához.
Tehát a tucsoni Arizonai Egyetem (UA) kutatói arra törekedtek, hogy hatékony módszert hozzanak létre a vírus legkisebb szintjének kimutatására is.
Három kutató vezette a projektet: Jeong-Yeol Yoon, az UA orvosbiológiai tanszékéről; Soo Chung, a Yoon laboratóriumának doktori kutatója; és Kelly A. Reynolds, az UA Mel & Enid Zuckerman Közegészségügyi Főiskolájának Közösségi, Környezetvédelmi és Politikai Tanszékének elnöke.
Yoon a kutatást az American Chemical Society Fall 2019 National Meeting & Exposition-on mutatta be San Diegóban, Kalifornia, és a lap most megjelenik a folyóiratban ACS Omega.
Hogyan működik az olcsó és gyors eszköz
A vírus nagyon gyorsan terjedhet a vízen keresztül. A norovírus kimutatásához létező eszközök laboratóriumot és számos mikroszkópot, lézert és költséges spektrométert igényelnek. Ezek olyan eszközök, amelyek a sugárzás típusait és a hullámhosszt mérik.
Az új módszerrel a kutatók egyszerű anyagokat használtak, beleértve a papírt és az okostelefont. Chung elmagyarázza, hogyan lehetséges a papír átalakulása folyékony folyadékká.
"A papír hordozó nagyon olcsó és könnyen tárolható, és ezeket a forgácsokat könnyen előállíthatjuk" - mondja. "A papír rostos szerkezete lehetővé teszi a folyadék spontán áramlását anélkül, hogy a szivattyúzórendszereket használnák, általában más forgácsok, például szilícium forgácsok szükségesek."
A tudósok jellemzően spektrometriás elemzéssel mérik a fény visszaverődését egy mintában. Ugyanakkor a papír nem homogén (porózus) aspektusa optikai átlátszatlanságával együtt „háttérszórást és visszaverődést” eredményezhet.
Ennek az akadálynak a leküzdésére a kutatók kifejlesztettek egy módszert, amelyben a fényintenzitás mérése helyett fluoreszcens gyöngyöket számoltak.
Az eljárás abból áll, hogy vizet adunk a mikrofluid papírlemez egyik végéhez, a másikhoz pedig fluoreszcens polisztirolból készült gyöngyöket.
Ezen apró gyöngyök mindegyike egy antitesthez kapcsolódik, amely küzd a vírussal. Ha a norovírus jelen van a vízben, számos antitest támadja meg, kapcsolódva a vírusrészecskéhez, és fluoreszkáló csomót hoz létre.
"A norovírus részecskék túl kicsik ahhoz, hogy okostelefonos mikroszkóppal leképezhetők legyenek, és az antitestek is" - magyarázza Yoon. "De ha kettő vagy három vagy több ilyen gyöngy van összekapcsolva, ez azt jelzi, hogy a norovírus ott van, ami a gyöngyök aggregálódását okozza."
A gyöngycsomók elég nagyok ahhoz, hogy egy okostelefon fel tudja venni és lefényképezze őket. A kutatók létrehoztak egy okostelefonos alkalmazást is, amely megszámolja a mintában lévő norovírus részecskéket.
"Az eszköz futtatásához nem kell tudósnak vagy mérnöknek lennie" - mondja Yoon. "Az elemzést az okostelefonos alkalmazás automatikusan elvégzi, így csak arra kell aggódnia, hogy vízmintát tölt a chipbe."
A készülék olcsó is, a legdrágább alkatrésze kevesebb, mint 50 dollárba kerül.
"A vízben lévő emberi vírusok gyors megfigyelésében elért eredmények elengedhetetlenek a közegészség védelme érdekében" - mondja Reynolds.
"Ez a gyors, olcsó vízminőség-ellenőrzési technológia átalakító eszköz lehet mind a helyi, mind a globális betegségterhek csökkentésében."
Kelly A. Reynolds
