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Aug 21, 2023

I medici potrebbero ora essere in grado di riconoscere il COVID

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In COVID-19, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, In evidenza, Novità, Ricerca e Innovazione17 dicembre 2021

Z. Hugh Fan, Ph.D., professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'Herbert Wertheim College of Engineering

Per coloro che si sono recati da un medico o in una clinica durante l’imminente stagione influenzale, la preoccupazione più fastidiosa è se i loro sintomi siano indicativi del comune virus che si sta diffondendo sul posto di lavoro o di una potenziale infezione da COVID-19. Mentre i ricercatori si affrettano a curare questo virus – e le sue inevitabili varianti e mutazioni – una delle sfide più grandi è stata diagnosticare in modo rapido e accurato l’origine della malattia in modo da somministrare i protocolli di trattamento adeguati e in tempo per ridurre le probabilità di infezioni potenzialmente pericolose. complicazioni.

Guidato da Z. Hugh Fan, Ph.D., professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'Herbert Wertheim College of Engineering, e dal Dr. John Lednicky, Professore di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Ambientali e Globali dell'Università di Sanità Pubblica e delle Professioni Sanitarie Health, un team interdisciplinare dell’Università della Florida ha sviluppato un test diagnostico rivoluzionario per SARS-CoV-2 che è veloce, affidabile, a basso costo e in grado di distinguere tra COVID-19 e influenza.

(In alto) Rendering del meccanismo con valvola a sfera simile a una penna a sfera, in cui l'inchiostro viene erogato sulla carta quando la sfera metallica sulla punta viene premuta durante la scrittura. La valvola è chiusa quando la sfera funge da tappo per il pozzo superiore. La valvola è aperta dal perno nell'unità nella parte inferiore che solleva la sfera quando il perno è allineato con la sfera dopo lo scorrimento, rilasciando il reagente. (Al centro) Un campione viene introdotto nel pozzetto inferiore, seguito dallo scorrimento del pozzetto inferiore per ottenere un'erogazione sequenziale di 4 reagenti per la lisi del virus e l'isolamento/purificazione dell'RNA. (In basso) Rilevazione colorimetrica assistita da una torcia UV e tempo complessivo dal campione alla risposta in 50 minuti.

Il dottor Fan e il suo team hanno dimostrato la capacità di rilevare due virus in 50 minuti senza utilizzare apparecchiature di laboratorio o alimentatori ingombranti e sofisticati e con una sensibilità di rilevamento pari a quella del gold standard RT-PCR (catena della polimerasi a trascrizione inversa) reazione), che è il test raccomandato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità e dai Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie. Lo sforzo è sostenuto dal National Institutes of Health.

"In termini di cura del paziente, questa innovativa piattaforma campione-risposta rappresenta un importante aggiornamento rispetto allo standard RT-PCR esistente su diversi livelli", ha affermato il dott. Fan. "Per quanto riguarda la diagnosi, il tempo di risposta è inferiore a un'ora sul posto del test rispetto a uno o due giorni da un laboratorio di test fuori sede."

Vista esplosa del dispositivo composto da 3 componenti, tra cui un'unità buffer nella parte superiore, un'unità di miscelazione al centro e l'unità di rilevamento nella parte inferiore. L'unità tampone contiene 4 pozzetti su ciascun lato per la conservazione di un tampone di lisi, un tampone di legame e 2 tamponi di lavaggio per la preparazione del campione. In ciascun pozzetto dell'unità tampone è posizionata sul fondo una sfera in acciaio inossidabile che funge da valvola. L'unità di miscelazione ha un pozzetto su ciascun lato e scorre sotto l'unità buffer attraverso i binari di scorrimento su entrambi i lati e al centro. L'unità di rilevamento contiene un tampone di carta laminato tra due pellicole termoplastiche e fissato allo strato del pozzetto mediante un nastro biadesivo.

Il dispositivo progettato dall'UF è stato recentemente pubblicato per la revisione paritaria su ACS Sensors, la rivista di punta dell'American Chemical Society, focalizzato sulla scienza dei sensori.

RT-LAMP (amplificazione isotermica mediata da loop) è un test utilizzato per il rilevamento dell'RNA virale. La metodologia per RT-LAMP si basava sul meccanismo alla base della sintesi del DNA con spostamento automatico dei filamenti. Una polimerasi effettua la reazione e la polimerasi ha un'elevata attività di spostamento del filamento. Vengono utilizzate anche due paia di primer, una coppia di primer interni e un'altra di primer esterni. Questi primer sono appositamente progettati per la reazione. RT-LAMP raggiunge un'elevata specificità grazie alle sequenze target. A differenza di altre tecnologie, RT-LAMP riconosce la sequenza bersaglio utilizzando sei sequenze indipendenti all'inizio, conferendole un'elevata specificità. Il riconoscimento del primer del genoma target porta a una forte reazione colorimetrica, che consente il rilevamento senza strumentazione altamente specializzata o costosa.