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科学家可以快速低成本3D打印新的COVID-19测试套件
未知大陆发表于 2021-04-15浏览量:评论数:
荷兰瓦赫宁根大学(WUR)的研究人员开发了一种COVID-19家用测试套件,该套件可以不到20便士的成本进行3D打印。

该小组的昵称是“ CoroNaspresso”,其设备包括已变成微型化学反应器的咖啡胶囊,其中装有酶的加热唾液小瓶会变色以指示COVID-19的存在。科学家表示,通过使用相变材料(PCM)(例如廉价的商用蜡)来加热样品,他们的可重复使用的套件可能是增强发展中国家测试的理想之选。

首席研究员Vittorio Saggiomo告诉《化学世界》:“我们设计了一个3D打印的塑料支架,该支架可容纳四个Eppendorf小瓶进行测试,并且在30分钟内即可得到结果。” “这种蜡就像石蜡一样,它真的很便宜,整个设备的价格不到20p。而且,同一胶囊可以使用多次,而不会产生任何不必要的浪费。”


科学家的CoroNaspresso设备能够在25分钟内测试COVID-19

加强COVID-19测试


自去年全球疫情蔓延以来,各国政府都在争先恐后地建立检测、追踪和隔离机制,以防止COVID-19的传播。尽管在许多国家已经建立了集中式检测中心,但是样品收集、存储和运输方面的缺陷使它们无法达到理想的10%人口筛查阈值。

例如,在英国,这样的检测制度需要每周进行660万次检测,这是不可行的,这意味着自我检查变得至关重要,特别是为了发现无症状感染者。然而,标准的SARS-CoV2测试是基于聚合酶链反应(PCR),这对自我管理来说太复杂了。

相比之下,环介导的扩增或“ LAMP”设备要简单得多,可以使用引物选择性扩增COVID-19基因组的一部分,从而尽早检测感染。商用LAMP系统通过将样品加热到60-70°C来评估样品,但在家中得出的结果可能不一致,因此,该团队现已开发出一种新颖的设备,该设备可重复发生放热反应。


科学家简化的COVID-19测试方法。

CoroNaspresso方法


科学家最初测试了家用电器(包括烤箱,洗碗机和洗衣机)作为加热样品的手段,然后他们选择了基于石蜡的PCM Rubitherm RT64HC。低成本蜡的熔化温度为63-65°C,这意味着它可以有效地以一致的速率有效地加热样品,每公斤的成本约为11英镑。

在测试过程中,研究人员将价格适中的PCM放入其设备中,该PCM由四个Nespresso咖啡胶囊和一个3D打印的样品瓶支架组成。然后,在小瓶内部,研究小组将专门设计用于检测COVID-19 E基因区域的引物装入样品中,然后将其浸泡在沸水中25分钟。

待样品冷却三分钟后,科学家观察到LAMP反应降低了其pH值,导致其变为淡黄色,表明结果是阳性的。在随后的实验中,该团队利用他们的CoroNaspresso重新测试了三个阳性和阴性患者样品,结果与通过更昂贵的常规PCR试剂盒获得的结果相匹配。

尽管研究人员成功地验证了他们的方法,但他们承认目前需要在测试开始之前使用复杂的RNA提取步骤。因此,荷兰团队现在打算致力于开发一种改进的试剂盒,该试剂盒能够进行直接唾液检测以及解决其他传染病。

研究人员在论文中总结道:“(CoroNaspresso)几乎是通用的,因为进行测试所需的仅有两件事是火(或电)和水。” “考虑到设计和所需的材料,可以在短时间内生产数百万种产品,并且已经可以进行生产。”

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