محققان مؤسسه پل شرر PSI و دانشگاه بازل یک آزمایش سریع برای شناسایی ویروس کرونا ایجاد کرده‌اند. ساز و کار این آزمایش به گونه‌ای است که نتایج قابل اعتماد و قابل اندازه‌گیری را در مورد بیماری کووید-۱۹ ارائه می‌دهد.
طراحی آزمونی برای تشخیص سریع آلودگی به کرونا
با این حال، قبل از اینکه بتوان از این کیت به طور گسترده استفاده کرد، باید آزمایش و بهینه سازی بیشتری روی آن انجام شود. محققان نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای در ACS Applied Nanomaterials گزارش دادند.
نقص عمده تست‌های آنتی‌ژن، عدم اطمینان به آن‌ها است. از ۱۲۲ کیت آزمایشی از تولیدکنندگان مختلف که برای این مطالعه آزمایش شدند، یک پنجم آن‌ها شکست خوردند و حتی حداقل شرایط لازم برای شناسایی ۷۵ درصد از افراد آزمایشی که بار ویروسی بالایی داشتند به‌عنوان مثبت ویروس کرونا برآورده نشد. ایراد دیگر این کیت‌ها آن است که این آزمایش‌ها فقط نشان می‌دهد که فرد عفونت دارد یا خیر. آن‌ها هیچ اطلاعاتی از سیر عفونت یا واکنش ایمنی افراد مورد آزمایش ارائه نمی‌دهند.
به تازگی یک آزمایش جدید در PSI ایجاد شده است که برخلاف آزمایش‌های آنتی‌ژن، مستقیم اجزای ویروس را شناسایی نمی‌کند، بلکه آنتی‌بادی‌هایی را که سیستم ایمنی در پاسخ به عفونت تولید می‌کند را مورد استفاده قرار می‌دهد. این فناوری جدید قدرت پیش‌بینی قابل‌توجه بیشتری برای آزمایش سریع آلودگی به ویروس کرونا را به ارمغان می‌آورد. استفاده از آن به همان اندازه ارزان، سریع و آسان است و همچنین می‌توان از آن برای شناسایی همزمان انواع پاتوژن‌ها، مانند عوامل آنفولانزا، استفاده کرد.
یاسین اکینچی، رئیس آزمایشگاه علوم و فناوری‌های نانو در PSI، می‌گوید: «بنابراین، داده‌های بیشتری نسبت به آزمایش‌های آنتی‌بادی سریع قبلی ارائه می دهد که برای تعیین اینکه آیا فرد به عفونت کروناویروس مبتلا شده است یا خیر.»
بخش اصلی این کیت، یک صفحه مستطیلی کوچک از پلکسی گلاس معمولی، شبیه به یک اسلاید میکروسکوپ است. از یک لایه زیرین به ضخامت یک میلی‌متر و یک لایه بالایی به ضخامت ۰٫۲ میلی متر تشکیل شده است. محققان با استفاده از لیتوگرافی پرتوی الکترونی یک نقش برجسته را در قسمت پایین الگودهی کردند. هنگامی که الگوی اصلی به این روش تولید شد، محققان آن را با لیتوگرافی موسوم به نانوایمپرنت ترکیب کردند که به طور قابل توجهی روند ساخت را سرعت می‌بخشد و هزینه آن را کاهش می‌دهد.
با لایه نازک تر پلکسی به‌عنوان پوشش، اکنون این صفحه دارای سه کانال موازی است که از طریق آن یک سیال می‌تواند از یک سر به سر دیگر جریان یابد. هر یک از اینها ۳۰۰ میکرومتر (۰٫۳ میلی متر) عرض و ۳٫۴ میکرومتر ارتفاع در ورودی دارند. در خروجی، کانال‌ها پنج برابر عرض اما تنها یک میکرومتر ارتفاع دارند. در ادامه، کانال به عرض تنها چند میکرومتر باریک می‌شود و در یک نقطه فقط ۰٫۸ میکرومتر ارتفاع دارد.
آنچه برای آزمایش بسیار مهم است، گذرگاهی است که در آن ارتفاع کانال از ۳٫۴ میکرومتر به ۰٫۸ کاهش می‌یابد. در چیزی که محققان آن را منطقه جذب می‌نامند، ذراتی که قبلاً به خون اضافه شده‌اند در مکان‌های از پیش تعریف‌شده گیر می‌کنند، بسته به اینکه کدام پاتوژن در خون وجود دارد.
برای انجام تست، نمونه خون گرفته می‌شود. مایعی که در آن نانوذرات مصنوعی خاص معلق است، به نمونه خون اضافه می‌شود. سطح آن‌ها ساختاری مشابه پروتئین‌های ویروس SARS-CoV-2 دارد که آنتی‌بادی‌های انسانی هنگام مبارزه با این بیماری به آن متصل می‌شوند. علاوه بر این، ذرات فلورسنت کوچکی نیز به این سیستم اضافه می‌شوند که خود را به آنتی‌بادی‌های SARS-CoV-2 در انسان می‌چسبند.
این بدان معناست که اگر آنتی بادی‌هایی علیه ویروس کرونا در خون مورد آزمایش وجود داشته باشد، ابتدا ذرات فلورسنت خود را به آن‌ها می‌چسبانند. سپس آن‌ها با هم به ساختارهای ویروس مانند نانوذرات بسیار بزرگتر متصل می شوند و همراه با آن‌ها در مکان های از پیش تعریف شده متناسب با قطر نانوذرات گیر می‌کنند.
