Forskare uppfinner hemmet COVID-19-test med kapslar för kaffemaskiner

Nespressomaskiner, som brygger espresso och kaffe från kaffekapslar, kan användas för covid-test.
Nespressomaskiner, som brygger espresso och kaffe från kaffekapslar, kan användas för covid-test.
Manu Padilla / Shutterstock 

Övergången till hemarbete hade sina utmaningar för oss alla, men när ditt jobb handlar om att undersöka biologiska applikationer för nanoteknik är dessa försök lite mer komplicerade än att jonglera hushållets bredbandsanvändning. Så utestängda från hans laboratorium, kan du rimligen förvänta dig forskning av organisk kemist Vittorio Saggiomo, från gruppen Bionanotechnology vid Wageningen University & Research i Nederländerna, att ha kommit till ett stopp.

Men Saggiomo är en kreativ, fantasifull typ, och därför började han undra om han kunde använda vanliga hushållsapparater till god användning i kampen mot COVID-19. Mer specifikt, kunde han skapa ett billigt, mycket känsligt hemtest för viruset? Det visar sig att han kunde. Hans team har nu lagt upp idén på en förtrycksserver, ChemArxiv. Papperet har ännu inte granskats av andra forskare.

Just nu finns det två huvudtyper av COVID-19-test: PCR-test och lateralt flödestest (LFT). PCR-testet av guldstandard kontrollerar förekomsten av viruset genom att detektera dess genetiska material som kallas RNA. Men det finns försvinnande små mängder viralt material i en pinne, så materialet måste omvandlas till DNA och förstärkas innan det kan upptäckas. Och detta uppnås genompolymeraskedjereaktion”, Vilket är vad PCR står för.

Processen innefattar upprepad cykling genom ett temperaturintervall mellan 50 ° C och 90 ° C. Under varje cykel fördubblas mängden DNA, så efter 30 cykler kan över en miljard exemplar av virusmaterialet skapas från bara en sträng av utgångsmaterial. Det amplifierade materialet detekteras sedan med fluorescerande märkningar som fäster sig vid de virala DNA-sekvenserna.

Som sådan är PCR en mycket känslig teknik, men den behöver specialmaterial och utrustning för att utföra. Det är därför som testerna skickas till ett laboratorium, och det tar en dag eller två att få resultatet.

Det andra vanliga testet är lateralt flödestest (LFT). Dessa fungerar genom att detektera fragment av virala proteinskal. Inbäddade i LFT-remsorna är antikroppar som binder till viruset. Dessa antikroppar är märkta med små guldpartiklar som verkar röda så att du kan se dem på testanordningen. De märkta antikropparna ackumuleras på distinkta band på LFT beroende på om viruset är närvarande eller inte.

LFT: erna är snabba, billiga och enkla att använda, vilket gör dem idealiska för communitytest och hemtestning. Men de är ingenstans lika känslig som PCR testar - de kommer bara att identifiera personer med hög viral belastning. Detta innebär att många som är smittade får ett falskt negativt resultat av sådana tester.


 Få det senaste via e-post

Weekly Magazine Daglig Inspiration

CoroNaspresso-tester

Helst behöver vi ett hemtest som är lika lätt att använda som LFT men lika känsligt som PCR-testet. En utmärkt kandidat är en metod som kallas loopmedierad isotermisk förstärkning (lampa). Detta fungerar enligt mycket liknande principer som PCR, och producerar flera kopior av det genetiska utgångsmaterialet - som du kan få från en pinne - men har några viktiga fördelar.

Det kan till exempel kombineras med en praktisk ”färgavläsning”. När lampreaktionen inträffar orsakar den en ökning av provets surhet. Det betyder att du kan lägga till ett ämne som ändrar färg enligt pH-värdet i reaktionsblandningen, vilket ger en visuell indikation på ett positivt eller negativt resultat. En annan fördel är att lampreaktioner utförs vid en fast temperatur (cirka 65 ° C) istället för att behöva konstant cykling genom ett temperaturområde.

Ändå behöver lampan fortfarande fin temperaturkontroll. Temperaturkontrollsystem - vare sig de är i en PCR-maskin, ett lampinstrument eller hushållsugn - uppnås vanligtvis med elektroniska termostater. Att tillverka och leverera nya elektroniska apparater som är speciellt utformade för lamptester i hemmet är dock opraktiskt (särskilt mitt i en pandemi). Så Saggiomo försökte hitta ett sätt att kringgå detta. Han träffade ämnen som kallades fasförändringsmaterial som absorberar energi (värme) när de smälter och därmed bibehåller en konstant temperatur.

Efter att ha hittat ett vax tillverkat av ett sådant material som smälte vid exakt den önskade temperaturen, började Saggiomo bygga en anordning för att hysa lampreaktionsrören och bitar av vax. Detta behövde sedan sättas in i något annat material som kunde värmas upp. Det perfekta höljet visade sig stirra honom i ansiktet medan han gjorde morgonkaffe: Nespresso kaffemaskinkapslar.

Det sista steget var att bara hitta rätt sätt att värma kapslarna. Efter att ha provat diskmaskinen (det fungerade men proverna fortsatte att gå vilse), mikrovågsugnen (misslyckades, eftersom rören överhettades och locken dök av) och koppar fulla med varmt vatten (inte tillräckligt med temperaturkontroll), Saggiomo slog sig ner på en enkel kastrull kokande vatten på en spishäll. Den resulterande “CoroNaspresso” -enheten, när den testades av andra medlemmar i teamet, med pinnar från sex personer, identifierade korrekt tre fall av COVID-19 (dessa hade en annan färg än de negativa testerna).

Hemma covid test.
Hemma covid test.
Tweet av @V_Saggiomo

Testet, inklusive kapslar, fasförändrande vax och injektionsflaskor där genetiskt material ska sättas in, skulle vara lätt att producera i miljoner. Människor kunde sedan ta bort genetiskt material hemma och värma kapslarna för att få sina resultat. Dessa enheter är också billiga (ca € 0.20), enkla att göra, enkla att använda och till stor del återvinningsbara. Kanske får vi snart se CoroNespresso-testerna i våra hem, bara förvirra dem inte med dina vanliga kaffeböcker.Avlyssningen

Om författaren

Mark Lorch, Professor i vetenskapskommunikation och kemi, University of Hull

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_science

Fler artiklar av denna författare

Du kanske också gillar

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Weekly Magazine Daglig Inspiration

Marie T. Russells dagliga inspiration

INNERSELF VOICES

Bli föräldrar: En väg till transformation
Bli föräldrar: En väg till transformation
by Barry och Joyce Vissell
För nästan alla par utlöser tanken på att föra ett barn till den här världen en hel rad ...
Jag föddes under den sena östra Han-dynastin ...
Jag föddes under den sena östra Han-dynastin ...
by Dena Merriam
Jag föddes under den sena östra Han-dynastin (25 CE-220 CE) i en familj av ivriga daoister som ...
Healing Otherness: Dina förändringar, återspeglas i gemenskapen
Healing Otherness: Dina förändringar, återspeglas i gemenskapen
by Stacee L. Reicherzer doktorsexamen
Söker efter ett samhälle av helande, utnyttjas i det, kanske antar skam och ...
Horoskopvecka: 14 - 20 juni 2021
Horoskop nuvarande vecka: 14 - 20 juni 2021
by Pam Younghans
Den här astrologiska veckotidningen baseras på planetariska influenser och erbjuder perspektiv och ...
Att vara en bättre person
Att vara en bättre person
by Marie T. Russell
"Han får mig att vilja bli en bättre person." När jag reflekterade över detta uttalande senare insåg jag att ...
Modelleringsbeteende är den bästa läraren: Respekt måste vara ömsesidig
Modelleringsbeteende är den bästa läraren: Respekt måste vara ömsesidig
by Carmen Viktoria Gamper
Socialt respekterat beteende är inlärt beteende och en del av det (till exempel bordssätt) varierar ...
Separation och isolering kontra gemenskap och medkänsla
Separation och isolering kontra gemenskap och medkänsla
by Lawrence Doochin
När vi är i samhället faller vi automatiskt i tjänst för dem i nöd eftersom vi känner dem ...
Den enda enkla dagen var igår
Den enda enkla dagen var igår
by Jason Redman
Bakhåll händer inte bara i strid. I affärer och liv är ett bakhåll en katastrofal händelse som ...

MEST LÄS

Bli föräldrar: En väg till transformation
Bli föräldrar: En väg till transformation
by Barry och Joyce Vissell
För nästan alla par utlöser tanken på att föra ett barn till den här världen en hel rad ...
bild
Slår IRS dig med böter eller för sent? Var inte orolig - en konsumentskattförespråkare säger att du fortfarande har alternativ
by Rita W. Green, instruktör för redovisning, University of Memphis
Skattedagen har kommit och gått, och du tror att du lämnade in din avkastning på kort tid. Men flera ...
Hur bra ditt immunsystem fungerar kan bero på tid på dagen
Hur bra ditt immunsystem fungerar kan bero på tid på dagen
by Annie Curtis, RCSI University of Medicine and Health Sciences
När mikroorganismer - som bakterier eller virus - infekterar oss, hoppar vårt immunsystem till handling ...
bild
Mysteriet med lång COVID: upp till 1 av 3 personer som får viruset lider i flera månader. Här är vad vi vet hittills
by Vanessa Bryant, laboratoriechef, avdelningen för immunologi, Walter och Eliza Hall Institute
De flesta som får COVID lider av vanliga symtom på feber, hosta och andningsproblem, och ...
Från dödlig fiende till covidiots: Ord spelar roll när man talar om COVID-19
Ord har betydelse när man talar om COVID-19
by Ruth Derksen, doktor, språkfilosofi, fakulteten för tillämpad vetenskap, emeritus, University of British Columbia
Så mycket har sagts och skrivits om COVID-19-pandemin. Vi har översvämmat med metaforer, ...
En tonåring läser sin telefon med en förvirrad blick i ansiktet
Varför tonåringar har svårt att hitta sanningen online
by Stanford
En ny nationell studie visar en olycklig oförmåga av gymnasieelever att upptäcka falska nyheter på internet.
bild
4 sätt att få en positiv upplevelse när du engagerar dig i sociala medier
by Lisa Tang, doktorand i familjeförhållanden och tillämpad näring, University of Guelph
Har du någonsin funderat på hur sociala medier är vävda i din vardag? Detta har…
Ett öppet brev till hela mänskliga familjen
Ett öppet brev till hela mänskliga familjen
by Ruchira Avatar Adi Da Samraj
Detta är sanningens ögonblick för mänskligheten. Kritiska val måste nu göras för att skydda ...

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.