Новий пристрій використовує смартфон і паперовий мікрофлюідний чіп для виявлення норовірусу навіть на дуже низькому рівні. Цей патоген є дуже заразним, бо викликає до 21 мільйона випадків гострого гастроентериту в США в рік.
В країні норовірус є основною причиною хвороб харчового походження. Він відповідає за 1,9 мільйона відвідувань лікарень і ще 400 000 - відділень невідкладної допомоги. Американському бюджету це обходиться в 2 мільярди доларів - витрати на охорону здоров'я і втрату продуктивності праці.
Вірус може бути дуже заразним навіть на дуже низьких рівнях. Достатньо всього лише 10 вірусних частинок, щоб викликати інфекцію.
Змогли створити ефективний спосіб виявлення патогена дослідники з Університету Арізони (UA) в Тусоні.
Співавторами проекту були три дослідники відділу біомедичної інженерії Університету, лабораторії Юна та Департаменту співтовариства навколишнього середовища і співробітники коледжу громадської охорони здоров'я імені Мел і Еніда Цукермана в UA.
Як працює дешевий і швидкий пристрій? Вірус може дуже швидко поширюватися через воду. Існуючі пристрої для виявлення норовірусу вимагають наявності лабораторії і ряду мікроскопів, лазерів і дорогих спектрометрів, тобто приладів, які вимірюють типи випромінювання і довжину хвилі.
У новому методі дослідники використовували прості матеріали, включаючи папір і смартфон. Вчений Чанг пояснив, що папір легко можна перетворити в мікрорідинні чіпи.
За його словами, волокниста структура паперу підходить для цього. Як правило, вчені вимірюють відображення світла в зразку, використовуючи спектрометричний аналіз. Однак неоднорідний і пористий матеріал паперу з його оптичної непрозорістю може генерувати фонове розсіювання і відображення.
Щоб подолати цю перешкоду, дослідники розробили метод, в якому вони підраховували флуоресцентні кульки замість вимірювання інтенсивності світла.
Так, вода додається на один кінець паперової мікрорідинної мікросхеми, а кульки з флуоресцентного полістиролу - на іншій.
Кожна з кульок прикріплена до антитіла, яке бореться з вірусом. Якщо у воді присутній норовірус, кілька антитіл атакують його, прикріплюючись до частки вірусу і створюють флуоресцентний клубок.
Коли є два, три або більше з'єднаних разом кульок, це вказує на наявність норовірусу.
Дослідники також створили додаток для смартфонів, який рахує частки норовірусу в зразку.
Аналіз виконується автоматично додатком для смартфона, тому все, що потрібно зробити, це завантажити зразок води на чіп. При цьому пристрій - недорогий.
Швидка і недорога технологія моніторингу якості води може стати інструментом для зниження як локального, так і глобального тягаря хвороб.
