Mashine ya Nespresso, ambayo hutengeneza espresso na kahawa kutoka kwa vidonge vya kahawa, inaweza kutumika kwa vipimo vya covid. Manu Padilla / Shutterstock 

Kubadilisha kufanya kazi nyumbani kulikuwa na changamoto zake kwetu sote, lakini wakati kazi yako inajumuisha kutafiti matumizi ya kibaolojia ya teknolojia ya nanoteknolojia, majaribio hayo ni ngumu zaidi kuliko kusumbua matumizi ya mkondoni wa kaya. Kwa hivyo amezuiliwa kutoka kwa maabara yake, unaweza kutarajia utafiti na kemia hai Vittorio Saggiomo, kutoka kwa kikundi cha Bionanotechnology saa Chuo Kikuu cha Wageningen na Utafiti huko Uholanzi, kuwa umesimama kwa kusaga.

Lakini Saggiomo ni aina ya ubunifu, ya kufikiria, na kwa hivyo alianza kujiuliza ikiwa anaweza kugeuza vifaa vya kawaida vya kaya kutumia vizuri katika vita dhidi ya COVID-19. Hasa haswa, je! Angeweza kuunda jaribio la bei rahisi na nyeti nyumbani kwa virusi? Inageuka angeweza. Timu yake sasa imechapisha wazo kwenye seva ya preprint, ChemArxiv. Jarida hilo bado halijakaguliwa na wanasayansi wengine.

Kwa sasa, kuna aina kuu mbili za mtihani wa COVID-19: Jaribio la PCR na jaribio la mtiririko wa baadaye (LFT). Uchunguzi wa kiwango cha dhahabu cha PCR huangalia uwepo wa virusi kwa kugundua vifaa vyake vya maumbile vinavyojulikana kama RNA. Lakini kuna kiasi kidogo cha kutoweka cha nyenzo za virusi kwenye usufi, kwa hivyo nyenzo hiyo inapaswa kubadilishwa kuwa DNA na kukuzwa kabla ya kugunduliwa. Na hii inafanikiwa nammenyuko wa mnyororo wa polymerase”, Ambayo ndiyo inasimama kwa PCR.

Mchakato huo unajumuisha kuendesha baiskeli mara kwa mara kupitia anuwai ya joto kati ya 50 ° C na 90 ° C. Wakati wa kila mzunguko, kiwango cha DNA huongezeka mara mbili, kwa hivyo baada ya mizunguko 30 zaidi ya nakala bilioni ya vifaa vya virusi vinaweza kuundwa kutoka kwa kamba moja tu ya nyenzo ya kuanza. Nyenzo zilizoimarishwa hugunduliwa na maandiko ya fluorescent ambayo yanajiunganisha na mpangilio wa DNA ya virusi.

Kwa hivyo, PCR ni mbinu nyeti sana, lakini inahitaji vifaa na vifaa vya wataalam kufanya. Hii ndio sababu vipimo vinatumwa kwa maabara, na inachukua siku moja au mbili kupata matokeo.

Jaribio la pili la kawaida ni mtihani wa mtiririko wa baadaye (LFT). Hizi hufanya kazi kwa kugundua vipande vya ganda la protini ya virusi. Iliyowekwa ndani ya vipande vya LFTs ni kingamwili ambazo hufunga virusi. Antibodies hizi zimeandikwa na chembe ndogo za dhahabu, ambazo zinaonekana kuwa nyekundu, hukuruhusu kuziona kwenye kifaa cha majaribio. Antibodies zilizo na alama hujilimbikiza kwenye bendi tofauti kwenye LFT kulingana na ikiwa virusi iko au la.

LFTs ni ya haraka, ya bei rahisi na rahisi kutumia, na kuzifanya bora kwa upimaji wa jamii na nyumba. Lakini wako mahali popote karibu na nyeti kama vipimo vya PCR - vitatambua tu watu walio na mzigo mkubwa wa virusi. Hii inamaanisha watu wengi ambao wameambukizwa watapata matokeo mabaya ya uwongo kutoka kwa vipimo hivyo.

Vipimo vya CoroNaspresso

Kwa kweli, tunahitaji mtihani wa nyumbani ambao ni rahisi kutumia kama LFTs lakini ni nyeti kama mtihani wa PCR. Mgombea bora ni njia inayoitwa Amplification-isothermal amplification (taa). Hii inafanya kazi kwa kanuni zinazofanana sana na PCR, ikitoa nakala nyingi za nyenzo za maumbile zinazoanza - ambazo unaweza kupata kutoka kwa usufi - lakini ina faida muhimu.

Kwa mfano, inaweza kuunganishwa na "kusoma rangi" inayofaa. Wakati mmenyuko wa Taa unatokea, husababisha kuongezeka kwa asidi ya sampuli. Hiyo inamaanisha unaweza kuongeza dutu inayobadilisha rangi kulingana na thamani ya pH katika mchanganyiko wa majibu, ikitoa dalili ya kuona ya matokeo chanya au hasi. Faida nyingine ni kwamba athari za Taa hufanywa kwa joto lililowekwa (karibu 65 ° C) badala ya kuhitaji baiskeli ya mara kwa mara kupitia anuwai ya joto.

Walakini, taa bado inahitaji udhibiti mzuri wa joto. Mifumo ya kudhibiti joto - iwe kwenye mashine ya PCR, chombo cha Taa au oveni ya kaya - kawaida hupatikana na thermostats za elektroniki. Walakini, kutengeneza na kusafirisha vifaa vipya vya elektroniki iliyoundwa mahsusi kwa majaribio ya Taa ya nyumbani haiwezekani (haswa katikati ya janga). Kwa hivyo Saggiomo alijaribu kutafuta njia kuzunguka hii. Aligonga vitu vinavyoitwa vifaa vya mabadiliko ya awamu ambayo hunyonya nguvu (joto) wakati zinayeyuka na hivyo kudumisha joto la kila wakati.

Baada ya kupata nta iliyotengenezwa kwa nyenzo kama hiyo iliyoyeyuka kwa joto haswa, Saggiomo alianzisha ujenzi wa kifaa cha kuweka mirija ya taa na vipande vya nta. Hii basi ilihitaji kuingizwa kwenye nyenzo zingine ambazo zinaweza kuwaka moto. Nyumba nzuri kabisa ilimtazama usoni wakati wa kutengeneza kahawa yake ya asubuhi: Vidonge vya mashine ya kahawa ya Nespresso.

Hatua ya mwisho ilikuwa kutafuta tu njia sahihi ya kupasha vidonge. Baada ya kujaribu mashine ya kuosha vyombo (ilifanya kazi lakini sampuli ziliendelea kupotea), oveni ya microwave (ilishindwa, kwa sababu mirija iliongezeka sana na vifuniko vilitoka) na vikombe vilivyojaa maji ya moto (uwezo wa kutosha juu ya joto), Saggiomo alitulia kwenye sufuria rahisi ya kuchemsha maji juu ya jiko. Kifaa kinachosababisha "CoroNaspresso", kilipopimwa na washiriki wengine wa timu, na swabs kutoka kwa watu sita, iligundua kwa usahihi kesi tatu za COVID-19 (hizi zilikuwa na rangi tofauti na vipimo hasi).

Mtihani wa covid ya nyumbani. Tweet na @V_Saggiomo

Jaribio, pamoja na vidonge, wax inayobadilisha awamu na bakuli ambazo kuingiza vifaa vya maumbile, itakuwa rahisi kutolewa kwa mamilioni. Watu wangeweza kusonga vifaa vya maumbile nyumbani na kupasha vidonge ili kupata matokeo yao. Vifaa hivi pia ni vya bei rahisi (karibu € 0.20), ni rahisi kutengeneza, rahisi kutumia na inaweza kusindika tena. Labda tutaona majaribio ya CoroNespresso katika nyumba zetu hivi karibuni, usiwachanganye na maganda yako ya kahawa ya kawaida.

Kuhusu Mwandishi

Alama ya Mark, Profesa wa Mawasiliano ya Sayansi na Kemia, Chuo Kikuu cha Hull

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.

vitabu_sheria