Op smartphones gebaseerde COVID-19-test

Onderzoekers ontwikkelden een COVID-19-testmethode die een smartphonemicroscoop gebruikt om speekselmonsters te analyseren en resultaten te leveren in ongeveer 10 minuten. De methode combineert de snelheid van bestaande antigeentests met neusuitstrijkjes met de hoge nauwkeurigheid van PCR-tests (polymerasekettingreactie) van neusuitstrijkjes. Ze passen een goedkope methode aan die ze oorspronkelijk hebben ontwikkeld om het norovirus - de microbe die bekend staat om zijn verspreiding op cruiseschepen - te detecteren met behulp van een smartphonemicroscoop. Ze zijn van plan de methode te gebruiken in combinatie met een eerder ontwikkelde swish-gorgeltest met zoutoplossing.

Traditionele methoden voor de detectie van norovirus of andere pathogenen zijn vaak duur, vereisen een grote reeks laboratoriumapparatuur of vereisen wetenschappelijke expertise. De op smartphone gebaseerde norovirus-test bestaat uit een smartphone, een eenvoudige microscoop en een stuk microfluïdisch papier - een met was bedekt papier dat het vloeibare monster door specifieke kanalen laat stromen. Het is kleiner en goedkoper dan andere tests, waarbij de componenten ongeveer $ 45 kosten.

De basis van de technologie is relatief eenvoudig. Gebruikers introduceren antilichamen met fluorescerende kralen in een mogelijk besmet watermonster. Als er voldoende deeltjes van het pathogeen in het monster aanwezig zijn, hechten verschillende antilichamen zich aan elk pathogeendeeltje. Onder een microscoop verschijnen de pathogene deeltjes als kleine klompjes fluorescerende kralen, die de gebruiker vervolgens kan tellen. Het proces - kralen toevoegen aan het monster, een stuk papier in het monster laten weken, er vervolgens een smartphonefoto van maken onder een microscoop en de kralen tellen - duurt ongeveer 10 tot 15 minuten. Een niet-wetenschapper zou kunnen leren hoe hij dit moet doen door een korte video te bekijken.

Het team creëerde een 3D-geprinte behuizing voor de microscoopbevestiging en microfluïdische papierchip, evenals een methode die adaptieve drempelwaarde wordt genoemd. Eerder stelden onderzoekers een vaste waarde vast voor welke hoeveelheid ziekteverwekker een gevaar vormde, wat de precisieniveaus beperkte. Deze methode maakt gebruik van kunstmatige intelligentie om de gevarendrempel in te stellen en rekening te houden met omgevingsverschillen, zoals het type smartphone en de kwaliteit van het papier.

Het team werkt aan een nog eenvoudigere methode die iets meer ruimte laat voor fouten. Het gaat om dezelfde technologie, maar in plaats van een smartphonemicroscoop en een speciaal ontworpen behuizing, hoeven gebruikers alleen een smartphone-app te downloaden en een microfluïdische chip te gebruiken die is gestempeld met een QR-code.

In tegenstelling tot de techniek van de fluorescentiemicroscoop, waarbij de chip precies op de goede plaats moet zitten, maakt de gebruiker gewoon een momentopname van de chip. Ongeacht de hoek of afstand van waaruit de foto wordt genomen, kan de smartphone-app AI en de QR-code gebruiken om afwijkingen te verklaren en dienovereenkomstig berekeningen uit te voeren.