Ученые создали 3D-печатный датчик для обнаружения антител COVID-19 в считанные секунды

Ученые создали 3D-печатный датчик для обнаружения антител COVID-19 в считанные секунды

Новое устройство для обнаружения антител COVID-19, разработанное исследователями из Университета Карнеги-Меллона, способно идентифицировать элементы в течение 10-15 секунд. В настоящее время разработка вступила в стадию испытаний с участием пациентов с коронавирусом. Инновационная система состоит из недорогого датчика, выполненного из крошечных золотых электродов, напечатанных на 3D-принтере с использованием аэрозольной струйной технологии (Aerosol Jet) Optomec.

Особенности инновации

Устройство, если оно будет одобрено для широкого использования, может стать еще одним жизненно важным инструментом в арсенале врачей, которые борются против коронавируса. С помощью приспособления потенциально возможно мгновенно обнаружить у пациентов антитела к COVID-19, что обеспечило бы более глубокое понимание того, как вирус распространяется, и дало большие шансы контролировать болезнь. Кроме того, по заявлению разработчиков, производство оборудования не потребует много средств.

3D-печатный датчик антител Carnegie Mellon COVID-19 функционирует благодаря особой геометрии и характеристикам поверхности, которые были разработаны Рахулом Панатом, адъюнкт-профессором кафедры машиностроения в Университете Карнеги-Меллона и его командой, которая специализируется на использовании аддитивного производства для изготовления биосенсорных устройств и человеко-компьютерных интерфейсов.

Изначально исследовательская группа работала над 3D-печатными высокопроизводительными датчиками, предназначенными для обнаружения химического вещества дофамина. Получив достаточный опыт в ходе борьбы с пандемией, ученые поняли, что сумеют адаптировать свою работу для анализа COVID-19.

Созданное устройство предназначено для идентификации антител к коронавирусу COVID-19 даже при очень низких концентрациях. Маленькая капля крови с кончика пальца помещается на датчик, запускающий электрохимическую реакцию, которая обнаруживает Spike-белок S1 и рецепторный связывающий домен (RBD), являющиеся два антителами к коронавирусу. 3D-печатный прибор встроен в простое портативное микроструйное устройство, которое подключается к смартфону через понятный в использовании интерфейс. После применения датчик COVID-19 можно в течение минуты очистить с помощью специального химического состава и использовать повторно.

Аэрозольная технология Optomec сыграла важную роль в разработке датчика с высокой чувствительностью и скоростью. Метод обеспечивает высокую печать из проводящих и непроводящих материалов с характеристиками до 10 микрометров. Процесс позволяет создавать крошечные аэрозольные капли, которые впоследствии спекаются. В медицинских целях технология используется для 3D-печати 100 наноразмерных золотых микропиллярных электродов в пределах квадрата со стороной 2 мм. Это приводит к получению сенсора с нерегулярной текстурой, что создает увеличенную площадь поверхности микропилляров и усиленную электрохимическую реакцию, при которой антитела могут цепляться за антигены, нанесенные на электрод. Уникальная геометрия датчика позволяет устройству вмещать больше белков для обнаружения, что приводит к быстрым и точным результатам.

В настоящее время исследовательская группа Университета Карнеги-Меллона работает над адаптацией датчика для обнаружения активного вируса у пациентов, что может значительно упростить процесс тестирования. Методика также может быть использована для выявления других типов вирусов, включая Эболу или ВИЧ. Сенсорная платформа также применима для поиска иных инфекционных заболеваний, потенциально влияющих на течение пандемии.

Источник

 

Другие материалы:

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru