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科学家的快速新Covid-19测试套件可以打印3D,以少于20便士

荷兰的研究人员瓦格宁根大学(WUR)已经开发了一个Covid-19家用测试套件,该套件的打印和构造的少于20便士。

该团队的设备被昵称为“ Coronaspresso”,其中包括已变成迷你化学反应堆的咖啡胶囊,其中加热的酶的唾液小瓶会改变颜色,以表明Covid-19的存在。通过使用廉价商业蜡等相变材料(PCM)加热样品,科学家说,它们可重复使用的套件可能是在发展中国家促进测试的理想选择。

“我们设计了一个3D打印的塑料支架,适合四个Eppendorf小瓶进行测试,并且在短短30分钟内获得了结果,”首席研究员Vittorio Saggiomo告诉化学世界。“蜡就像石蜡,它真的很便宜,整个设备的成本低于20便士。此外,可以多次使用相同的胶囊,而不会产生任何不必要的废物。”

科学家的Coronaspresso Covid-19在行动中测试。
科学家的Coronaspresso设备(如图)能够在短短25分钟内测试Covid-19。通过Vittorio Saggiomo图像。

加速Covid-19测试

自去年全球大流行以来,全球各国政府一直争先恐后地建立测试,追踪和隔离制度,以防止Covid-19的传播。尽管在许多国家建立了集中测试中心,但样本收集,存储和运输的缺点使他们无法达到所需的人口筛查阈值10%。

例如,在英国,这种测试制度将每周进行不可行的660万个测试,这意味着自我检查已成为必不可少的,尤其是对于发现无症状的感染。但是,标准的SARS-COV2测试基于聚合酶链反应(PCR),这太复杂了,无法进行自我管理。

相比之下,循环介导的放大或“灯”设备要简单得多,并使用引物选择性地扩增了COVID-19基因组的一部分,从而早点检测到感染。商业灯系统通过将样品加热到60-70°C来评估样品,但是在家中的结果可能不一致,因此该团队现在开发了一种新型设备,该设备是由可重复的放热反应触发的。

科学家的简化COVID-19测试方法。
科学家的简化灯泡19测试方法。通过Vittorio Saggiomo的照片。

沙沙作响

最初测试家用电器作为加热样品的一种手段,包括烤箱,洗碗机和洗衣机,科学家定居在基于石蜡的PCM的Rubitherm RT64HC上。低成本蜡的熔化温度为63-65°C,这意味着它可以以一致的速度有效地部署到热样本,并且每公斤11英镑左右。

在测试过程中,研究人员将负担得起的PCM放置在其设备中,其中包括四个Nespresso咖啡胶囊和一个3D打印的小瓶架。随后,团队在小瓶内部装载了样品,这些底漆是专门设计用于检测Covid-19的E-Gene区域的,并将其浸入沸水中25分钟。

在允许样品冷却三分钟之后,科学家观察到灯反应降低了pH值,这使它们变成黄色,表明阳性结果。在后来的实验中,该团队利用他们的Coronaspresso重新测试了三个正面和负面的患者样本,结果与通过更昂贵的常规PCR套件获得的结果相匹配。

尽管研究人员成功地验证了他们的方法,但他们承认,目前需要在开始测试之前使用复杂的RNA萃取步骤。结果,荷兰团队现在打算致力于开发能够直接测试的改进套件,并解决其他传染病。

研究人员在论文中总结道:“ [coronaspresso]几乎是普遍的,因为要进行测试的唯一两件事是火(或电力)和水。”“考虑到设计和所需材料,它可以在短时间内以数百万美元的形式生产,并且已经进行了工作生产。”

快速3D打印的测试套件

在过去的一年中,已经以各种方式部署了3D打印,以帮助与全球大流行作斗争,包括生产PPE,呼吸机零件和新型测试套件。在卡内基·梅隆大学(CMU),例如,研究人员利用Optomec的气溶胶喷气打印(AJP)创建技术3D打印传感器,它们能够在短短十秒钟内检测到COVID-19抗体。

在其他地方,3D打印服务提供商,例如printparts已经扩展了他们现有的供应链大量鼻咽(NP)拭子。该公司于去年年初在大流行期间在曼哈顿开设了一个新的生产实验室,使其能够生产大量的拭子供纽约市使用。

从那以后,食品和药物管理局(FDA)有发布了更新的指南在Covid-19诊断设备的3D打印中,包括NP拭子。FDA建议本质上指出,不需要前市场通知的无菌拭子不需要EUA进行分发,但仍必须注册为3D印刷产品。

研究人员的发现在其论文中详细介绍了“Coronaspresso:核酸扩增的便宜,快速和简单的家居测试”,由Aldrik Velders,Michel Ossendrijver,Bart J.F. Keijser和Vittorio Saggiomo合着。

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特色图像显示了科学家的“ Coronaspresso” Covid-19测试的图。通过Vittorio Saggiomo图像。