Виявлення вірусу гастроентериту за допомогою смартфона - science et Avenir
Опубліковано 30.08.2019 о 20:00
Простий і недорогий спосіб виявлення норовірусу, одного з винуватців гастроентериту, за допомогою смартфона та саморобного мікроскопа.
Спеціальна програма дозволяє аналізувати зразок та кількісно визначати вірус.
Американське хімічне товариство
Ваш смартфон може захистити вас від гастроентериту. У будь-якому випадку, це ставка дослідників з Університету Арізони в США, які розробили простий, швидкий і недорогий метод виявлення норовірусу у воді. Цей вірус є провідною причиною гастроентериту, який також називають шлунковим грипом, у всьому світі, за оцінками 685 мільйонів випадків і 50 000 смертей щороку. Їх метод був представлений у журналі ACS Omega у серпні 2019 року.
Недорогий, але дуже чутливий метод
"Щоб захворіти потрібно лише небагато вірусних частинок, тому вам потрібна була дуже чутлива система", - говорить Чон-Йол Юн, спеціаліст з біомедичної інженерії в Університеті Арізони та автор дослідження. Вірус набагато менший, ніж бактерія або клітина людини: кожна частинка вірусу важить лише атограму, тобто 10 18 (1 000 000 000 000 000 000) разів менше, ніж грам, що було неможливо виявити за допомогою сучасних технологій. Зазвичай, що ви робите, це ампліфікація вірусу, тобто, ви помножуєте частинки вірусу так, щоб його стало виявляти, але цей процес триває занадто довго. Нам потрібен був швидший метод ".
Їх рішення? Використовуйте полістирольні мікрошарики, які випромінюють флуоресценцію і пов’язані з антитілами, що виявляють вірус. Зазвичай їх флуоресценція занадто слабка, щоб її можна було виявити, але коли кульки контактують з вірусом, антитіло розпізнає його і зависає на ньому, збираючи кілька кульки навколо частинки норовірусу. Таким чином, їх кумулятивна флуоресценція стає видимою і виявляється за допомогою мікроскопа. "Ми використовували комерційні мікроскопи для смартфонів вартістю менше 100 доларів, і ми їх модифікували, щоб вони могли виявити цю флуоресценцію, яка потім аналізується додатком, який ми створили", - описує дослідник. Ці мікрошарини розміщені на платформі з паперу, куди додається вода, яку потрібно перевірити: "Ми змогли виявити до однієї копії вірусу в чистій воді та 10 копій у" переробленій стічній воді ". Jeong-Yeol Yoon.
Смартфон спрощує виявлення патогенів
"Наша мета полягає в тому, що кожен може використовувати цю технологію, - захоплюється дослідник. У кожного є смартфон, і програма вже існує. Залишається лише виготовити мікроскопи, які дешево будувати. Ми могли б використовувати цю саму технологію для виявлення інших патогенів: було б достатньо змінити антитіла, прикріплені до мікрогранул. Смартфони мають великий потенціал для виявлення, оскільки спрощують процес: у них є якісні камери, потужні джерела світла, і вони можуть безпосередньо аналізувати дані, говорить Єонг-Йол Юн. Єдиний мінус була їх низька чутливість, але наш метод вирішує цю проблему ".
Методи виявлення зазнають справжньої революції завдяки смартфонам. Виявлення пестицидів на фруктах, мутації раку і навіть отит стає дитячою грою, що дозволяє швидко розвивати програми самодіагностики (як це описано Арно Девіллар у своїй статті у випуску Science et Avenir від лютого 2014 р.) І зробити виявлення патогенів доступним у віддалені місця, де спеціалізовані лабораторії зустрічаються рідко.