توسعه فناوری که بهتر از PCR کرونا را تشخیص می دهد
به گزارش تعطیلات رو، رویکرد جدیدی برای تشخیص ویروس کرونا ابداع شده که می تواند منجر به آزمایش هایی شود که سریع تر، کم هزینه تر و کم اشتباه تر نسبت به روش های تشخیص موجود باشند.
به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، به نقل از ستاد فناوری نانو، رویکرد تازهی برای تشخیص ویروس کرونا ابداع شده که می تواند منجر به آزمایش هایی شود که سریع تر، کم هزینه تر و کم اشتباه تر نسبت به روش های تشخیص موجود باشند. به گفته محققان، اگرچه کار، بر اساس اثرات کوانتومی، هنوز در حد تئوری است، اما این آشکارساز ها می توانند به طور بالقوه برای شناسایی هر ویروسی سازگار شوند.
این رویکرد تازه در مقاله ای در مجله Nano Letters از طریق چانگائو لی، دانشجوی دکترای MIT پائولا کاپلارو، استاد علوم و مهندسی هسته ای و فیزیک و روح الله سلیمان و محمد کهندل از دانشگاه واترلو منتشر شده است.
آزمایش های موجود برای تشخیص ویروس کرونا شامل آزمایش های سریعی است که پروتئین های ویروسی خاص را شناسایی می کند و همچنین آزمایش های واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) که چندین ساعت طول می کشد تا پردازش شوند. هیچ یک از این آزمایش ها نمی توانند میزان ویروس موجود را با دقت بالا تعیین کنند. حتی تست های PCR به عنوان استاندارد طلایی ممکن است دارای نرخ منفی کاذب بیش از 25 درصد باشند. در مقابل، تجزیه و تحلیل های این تیم نشان می دهد که این آزمایش تازه می تواند نرخ منفی کاذب زیر 1 درصد داشته باشد. این آزمایش همچنین می تواند آنقدر حساس باشد که فقط چند صد رشته از RNA ویروسی را در عرض یک ثانیه تشخیص دهد.
رویکرد تازه محققان از نقایص مقیاس اتمی در تکه های کوچک الماس که به مراکز خالی نیتروژن (NV) معروف هستند، استفاده می کند. این عیوب کوچک ساختاری به لطف اثرات کوانتومی که در شبکه بلوری الماس رخ می دهد، به اغتشاشات بسیار حساس هستند و برای طیف گسترده ای از دستگاه های حسگری که نیاز به حساسیت بالایی دارند، مورد بررسی قرار می گیرند.
این روش تازه شامل پوشاندن نانوالماس های حاوی این مراکز NV با ماده ای است که به صورت مغناطیسی با آن ها جفت شده و تنها با توالی RNA خاص ویروس پیوند می دهند. هنگامی که RNA ویروس در محیط وجود دارد و به این ماده متصل می شود، اتصال مغناطیسی را مختل می کند و باعث ایجاد تغییراتی در فلورسانس الماس می شود که به راحتی با حسگر نوری مبتنی بر لیزر قابل تشخیص است.
این حسگر از مواد ارزان قیمت استفاده می کند و به گفته محققان، این فناوری می تواند برای تجزیه و تحلیل یک دسته کامل از نمونه ها به صورت همزمان زمان، اقدام کنند. پوشش مبتنی بر گادولینیوم با مولکول های آلی تنظیم شده با RNA را می توان با استفاده از فرآیند ها و مواد شیمیایی رایج تولید کرد و لیزر هایی که برای خواندن نتایج استفاده می شوند با نشانگر های لیزر سبز تجاری ارزان و گسترده قابل مقایسه هستند.
در حالی که این کار اولیه مبتنی بر شبیه سازی های ریاضی دقیق بود که ثابت می کرد سیستم می تواند اصولاً کار کند، این تیم به کار بر روی تبدیل آن به یک دستگاه در مقیاس آزمایشگاهی برای تأیید پیش بینی ها ادامه می دهد. لی می گوید: ما نمی دانیم چه مدت طول می کشد تا محصول نهایی را ارائه دهیم.
برنامه آن ها ابتدا انجام یک آزمایش اثبات اصول اولیه است و سپس کار بر روی روش هایی برای بهینه سازی سیستم برای کارکرد آن بر روی برنامه های کاربردی تشخیص ویروس واقعی انجام می شود. به گفته پژوهشگران، حتی اگر در تبدیل این نمونه آزمایشگاهی به یک دستگاه نیاز به کار پیچیده ای باشد، آنقدر حاشیه زیادی از منفی های کاذب کمتری از این کار پیش بینی می شود که احتمالاً همچنان مزیت قوی نسبت به آزمایش های PCR استاندارد در این زمینه خواهد داشت. حتی اگر دقت نتایج این دستگاه با روش های رایج یکسان بود هم این روش همچنان مزیت بزرگی در ارائه نتایج خود در عرض چند دقیقه به جای نیاز به چندین ساعت خواهد داشت.
منبع: خبرگزاری دانشجو