«Мы разработали быстрый, высокочувствительный и точный анализ, а также портативное устройство с батарейным питанием для тестирования COVID-19, которое можно использовать где угодно и когда угодно», – сказал профессор химической и биомолекулярной инженерии Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне Хуйминь Чжао. кто руководил исследованием. Исследователи обнаружили, что хотя устройство все еще находится на стадии прототипа, его стоимость оценивается менее чем в 78 долларов, а стоимость реагентов и других материалов, необходимых для тестирования, составляет 6-7 долларов за тест.
Текущие технологии тестирования на коронавирус сложны, дороги, отнимают много времени и требуют громоздкого оборудования и опытных аналитиков, тогда как новым устройством может управлять любой человек с минимальной подготовкой, который осторожен при загрузке образцов, сказал Чжао.
Инновация стала возможной благодаря недавнему открытию в лаборатории Чжао системы для создания искусственных рестрикционных ферментов, которые можно запрограммировать на распознавание и расщепление определенных генов в геноме организма.
В новом устройстве эти ферменты несут ДНК-направляющие, которые маркируют интересующие вирусные гены. Фермент расщепляет гены, которые были помечены красителем, который флуоресцирует только после того, как гены вырезаны.
Результирующая флуоресценция сигнализирует о наличии этих генов – положительный результат теста.
Новая технология, получившая название Scalable and Portable Testing, устраняет сложный процесс нагрева и охлаждения каждого образца для получения результатов, как того требуют многие текущие протоколы тестирования. SPOT также может обнаруживать несколько генов в образце, что делает его более точным, чем тесты на один ген, которые могут давать неверные или неубедительные результаты.
Еще одно преимущество заключается в том, что в нем используется слюна, которую легче собирать и которая менее инвазивна, чем мазок из носа.
Исследовательская группа проверила SPOT на 104 клинических образцах слюны.
Они обнаружили, что он точно идентифицировал 28 из 30 образцов, положительных по SARS-CoV-2, и 73 из 74 образцов, отрицательных по SARS-CoV-2.
«Основываясь на данных, представленных в литературе, точность нашего теста сравнима или лучше, чем у других тестов SARS-CoV-2», – сказал Чжао.
Исследователи также протестировали SPOT с образцами, содержащими или отсутствующими вирус гриппа, новый коронавирус и три других коронавируса человека. Он точно идентифицировал образцы, содержащие новый коронавирус, независимо от того, присутствовали ли в образце другие вирусы.
«Мы заинтересованы в изучении этой технологии и для обнаружения других заболеваний», – сказал Чжао. «Одним из ключевых преимуществ этой технологии является ее способность к мультиплексированию, поэтому в принципе мы можем обнаруживать множество вирусов одновременно, используя одно и то же устройство."
По его словам, система SPOT также может быть полезна для обнаружения генетических маркеров определенных типов рака в слюне.
Чжао тоже U. я. профессор биоинженерии, химии, биомедицинских и трансляционных наук в Медицинском колледже Карла Иллинойса. Он является преподавателем Карла Р. Институт геномной биологии Вёзе, который вместе со Стивеном Л. Miller Chair Endowment поддерживает это исследование.