Oldukça bulaşıcı bir virüsü tespit etmek için akıllı telefon kullanmak
Yeni bir cihaz, son derece düşük norovirüs seviyelerini tespit etmek için bir akıllı telefon ve bir kağıt mikro akışkan çip kullanıyor.
Norovirüs, Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda yaklaşık 19-21 milyon akut gastroenterit vakasından sorumlu çok bulaşıcı bir virüstür.
Aslında norovirüs, ABD'de "gıda kaynaklı hastalıkların önde gelen nedenidir".
Norovirüs ayrıca 1,9 milyona kadar hastane ziyareti ve acil servise yapılan 400.000 ziyaretten de sorumludur. Bu, ABD'ye sağlık bakımı harcamalarında ve iş üretkenliği kaybında yaklaşık 2 milyar dolara mal oluyor.
Virüs çok düşük seviyelerde bulaşıcı olabilir, sadece 10 virüs parçacığı bir enfeksiyona neden olmak için yeterlidir.
Bu nedenle, Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden (UA) araştırmacılar, virüsün en küçük seviyelerini bile tespit etmek için etkili bir yol oluşturmaya başladılar.
Projeyi üç araştırmacı yönetti: UA Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nden Jeong-Yeol Yoon; Yoon’un laboratuvarında doktora araştırmacısı Soo Chung; ve UA'daki Mel & Enid Zuckerman Halk Sağlığı Koleji'nde Topluluk, Çevre ve Politika Departmanı başkanı Kelly A. Reynolds.
Yoon, araştırmayı San Diego, CA'daki American Chemical Society Fall 2019 National Meeting & Exposition'da sundu ve makale artık dergide yer alıyor. ACS Omega.
Ucuz ve hızlı cihaz nasıl çalışır?
Virüs su yoluyla çok hızlı yayılabilir. Norovirüsü tespit etmek için mevcut cihazlar, bir laboratuvar ve bir dizi mikroskop, lazer ve maliyetli spektrometre gerektirir. Bunlar, radyasyon türlerini ve dalga boyunu ölçen aletlerdir.
Yeni yöntemle, araştırmacılar kağıt ve akıllı telefon gibi basit malzemeler kullandılar. Chung, kağıdın mikroakışkan çiplere dönüşmesinin nasıl mümkün olduğunu açıklıyor.
"Kağıt alt tabaka çok ucuz ve depolanması kolay ve bu yongaları kolayca üretebiliriz" diyor. "Kağıdın lifli yapısı ayrıca, silikon yongalar gibi diğer yongaların genellikle ihtiyaç duyduğu pompalama sistemlerini kullanmadan sıvının kendiliğinden akmasına izin veriyor."
Tipik olarak, bilim adamları, spektrometri analizi kullanarak ışığın bir numunede nasıl yansıtıldığını ölçer. Bununla birlikte, kağıdın homojen olmayan (gözenekli) yönü, optik opaklığıyla birlikte "arka plan saçılması ve yansıması" oluşturabilir.
Bu engeli aşmak için araştırmacılar, ışık yoğunluğunu ölçmek yerine floresan boncukları saydıkları bir yöntem geliştirdiler.
Yöntem, bir kağıt mikroakışkan çipin bir ucuna su ve diğer ucuna floresan polistirenden yapılmış boncukların eklenmesinden oluşur.
Bu minik boncukların her biri, virüsle savaşan bir antikora bağlıdır. Suda norovirüs varsa, birkaç antikor ona saldırmaya devam eder, kendilerini virüs partikülüne bağlar ve bir flüoresan yığın oluşturur.
Yoon, "Norovirüs parçacıkları bir akıllı telefon mikroskobu tarafından görüntülenemeyecek kadar küçük ve antikorlar da öyle" diye açıklıyor. "Ancak bu boncuklardan iki veya üç veya daha fazla tanesini birleştirdiğinizde, bu norovirüsün orada olduğunu ve boncukların toplanmasına neden olduğunu gösterir."
Boncuk yığınları, bir akıllı telefonun onları alıp fotoğraflaması için yeterince büyük. Araştırmacılar ayrıca örnekteki norovirüs parçacıklarını sayan bir akıllı telefon uygulaması da geliştirdiler.
Yoon, "Cihazı çalıştırmak için bilim adamı veya mühendis olmanıza gerek yok" diyor. "Analiz, akıllı telefon uygulaması tarafından otomatik olarak yapılacaktır, bu nedenle tek endişelenmeniz gereken, çipe bir su numunesi yüklemektir."
Cihaz aynı zamanda ucuzdur ve en pahalı bileşeni 50 dolardan daha ucuzdur.
Reynolds, "Sudaki insan virüslerinin hızlı izlenmesindeki gelişmeler, halk sağlığını korumak için çok önemlidir" diyor.
"Bu hızlı, düşük maliyetli su kalitesi izleme teknolojisi, hem yerel hem de küresel hastalık yüklerini azaltmak için dönüşümsel bir araç olabilir."
Kelly A. Reynolds
