Xét nghiệm COVID-19 trên điện thoại trong vòng chưa đầy 40 phút

08/09/2020
phuong-phap-xet-nghiem-covid-19-tech-moss.jpg

(TECH MOSS) Các nhà khoa học đã thiết kế một xét nghiệm COVID-19 trên điện thoại di động. Phương pháp này giúp nhanh chóng cho kết quả. Các nhà phát triển phần mềm tuyên bố rằng ứng dụng công nghệ có thể mở rộng khả năng tiếp cận với xét nghiệm giá rẻ ở các khu vực thiếu chuyên môn, cơ sở hạ tầng và thiết bị chuyên dụng để thử nghiệm dựa trên phòng thí nghiệm.

> Xem thêm:

Phương pháp xét nghiệm RT-PCR

Hiện tại, xét nghiệm phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược thời gian thực (RT-PCR) là cách tốt nhất để kiểm tra nhiễm SARS-CoV-2.

Trong thử nghiệm này, RNA – một phân tử sợi đơn – trải qua quá trình phiên mã ngược. Trong quá trình này, một loại enzyme chuyển đổi RNA thành DNA sợi đôi. Sau khi phiên mã ngược, các nhà khoa học sao chép các vùng cụ thể của bộ gen, sử dụng quy trình PCR. Sau đó, chúng đưa vào các đoạn mồi, là những đoạn ADN nhỏ liên kết với các trình tự ADN cụ thể của bộ gen SARS-CoV-2.

Sau đó, các nhà khoa học đưa chất nhuộm huỳnh quang (còn gọi là mẫu dò), mẫu tăm bông và mồi vào máy PCR. Các nhà khoa học ghi nhận mẫu dương tính với SARS-CoV-2 nếu các dấu hiệu huỳnh quang xuất hiện.

Phương pháp xét nghiệm RT LAMP

Được gọi là khuếch đại đẳng nhiệt qua trung gian vòng lặp (LAMP), các nhà khoa học đã phát triển phương pháp thử nghiệm này cách đây 20 năm và đã sử dụng nó như một phương pháp thay thế hiệu quả hơn về chi phí để khuếch đại DNA.

Các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật này để phát hiện DNA trong bệnh lao và sốt rét. Gần đây hơn, các nhà khoa học đã phát triển RT-LAMP (LAMP phiên mã ngược) để phát hiện RNA trong vi rút, chẳng hạn như HIV.

Phương phap xét xét COVID-19 tại Việt Nam

Phương phap xét xét COVID-19 tại Việt Nam

Thử nghiệm hoạt động bằng cách làm nóng mẫu thử lên đến 149 ° F (65 ° C), làm bất hoạt bất kỳ loại vi rút nào có mặt. Sau đó, các nhà nghiên cứu sẽ phá vỡ virus và phát hiện chuỗi gen xác định SARS-CoV-2.

Hạn chế của các phương pháp xét nghiệm hiện hành

RT-PCR

Tại Mỹ, Châu Âu và Châu Á sử dụng rộng rãi các xét nghiệm RT-PCR. Mặc dù các thử nghiệm tiêu chuẩn này có khả năng mở rộng cao, nhưng hạn chế lớn nhất là chúng yêu cầu thiết lập phòng thí nghiệm phức tạp.

Thử nghiệm cần chạy qua các nhiệt độ khác nhau trong mỗi chu kỳ để khuếch đại vật chất di truyền của virus để các nhà khoa học có thể phân tích. Điều này làm tăng thời gian chờ đợi kết quả ở những vùng không có cơ sở hạ tầng và kiến ​​thức chuyên môn cần thiết cho các xét nghiệm RT-PCR.

RT-LAMP

Hạn chế chính của phương pháp RT-LAMP là nó đòi hỏi sự phát triển phức tạp của bốn đến sáu đoạn mồi nhắm vào sáu đến tám vùng khác nhau của vật liệu di truyền virus, so với hai đoạn mồi cho thử nghiệm RT-PCR.

Các báo cáo chỉ ra rằng RT-LAMP kém nhạy hơn so với xét nghiệm PCR truyền thống và không thể phát hiện ra vi-rút hiện diện ở nồng độ thấp.

Xem xét những hạn chế này, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois Urbana-Champaign đã thiết kế một phương pháp xét nghiệm giá rẻ, nhanh chóng và di động.

Phương pháp xét nghiệm giá rẻ

Trong một nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, nhóm Illinois đã giải thích cách họ phát triển một bài kiểm tra nguyên mẫu. Theo bài báo của họ, thử nghiệm có thể phát hiện vi-rút SARS-CoV-2 trong vòng chưa đầy 40 phút bằng cách sử dụng đầu đọc cầm tay, hộp mực 3D sản xuất và điện thoại smartphone.

Thay vì dựa vào việc khuếch đại vật liệu di truyền của virus bằng cách cho nó chạy qua 35–40 chu kỳ khác nhau với nhiệt độ thay đổi, thử nghiệm nguyên mẫu mới sử dụng một quy trình đơn giản hơn nhiều.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng nguyên mẫu của họ từ các thành phần có sẵn trên thị trường bao gồm hộp mực in 3D và đầu đọc quang học dựa trên điện thoại. Họ đã chứng minh tính khả thi của hệ thống chẩn đoán này bằng cách thử nghiệm 20 mẫu ngoáy mũi, 10 trong số đó dương tính với SARs CoV-2.

Mặc dù có hạn chế kể trên, các nhà nghiên cứu vẫn sử dụng phương pháp RT-LAMP vì nó không yêu cầu máy ép nhiệt thương mại. Máy PCR khuếch đại các mẫu RNA và DNA trong kỹ thuật PCR.

Ngoài ra, phương pháp RT-LAMP không yêu cầu nhiều bước để thu hút virus và có thể dựa vào các hộp mực dùng một lần.

Tiến hành thử nghiệm hiệu quả

Họ đặt các miếng gạc vào một dung dịch môi trường vận chuyển vi-rút. Bước này giúp khuấy nhẹ các vi-rút để chúng di chuyển từ miếng gạc vào dung dịch. Sau đó, chúng được ly giải nhiệt hoặc ủ một phần mẫu ở 95ºC trong 1 phút.

Tiếp đến nạp mẫu và thuốc thử RT-LAMP vào ống tiêm 1 mililit (ml) và 5 ml và tiêm các thành phần vào hộp mực vi lỏng được in 3D.

Sau đó, người vận hành đặt hộp mực bên trong giá đỡ điện thoại có buồng sưởi. Khi hộp mực đạt 65ºC, kết quả sẽ xuất hiện trên giá đỡ điện thoại trong vòng 30–40 phút.

Nếu điện thoại thông minh phát ra ánh sáng huỳnh quang, kết quả là dương tính. Thử nghiệm đã phát hiện chính xác SARS-CoV-2 trong tất cả 10 mẫu lâm sàng môi trường vận chuyển virus.

Ý nghĩa của phương pháp xét nghiệm giá rẻ

Phương pháp mới giúp tăng khả năng tiếp cận và khả năng mở rộng quy mô. Cách tiếp cận này có thể cho phép triển khai khả năng mở rộng chẩn đoán COVID-19 mà không cần cơ sở hạ tầng và tài nguyên cấp phòng thí nghiệm. Nó đặc biệt hữu ích ở những nơi cần chẩn đoán tại điểm thu thập, chẳng hạn như trường học, cơ sở chăm sóc người già hoặc người khuyết tật hoặc thể thao sự kiện.

Các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc với Fast Radius Inc., một công ty công nghệ có trụ sở tại Chicago, để sản xuất các hộp mực vi lỏng.

Techmoss.vn

Thông tin liên hệ


Đăng ký nhận tin

Một tháng chúng tôi có những đợt giảm giá dịch vụ và sản phẩm nhằm tri ân khách hàng. Để có thể cập nhật kịp thời những đợt giảm giá này, vui lòng nhập địa chỉ email của bạn vào ô dưới đây

Copyright by Tech Moss 2020. All rights reserved.