6. januarja, 2021

Vezja z laboratoriji v čipu bi lahko znatno zmanjšale čas zaznavanja COVID-19

Slike LOGOTIPI Svet elektronike color 300x92 - Vezja z laboratoriji v čipu bi lahko znatno zmanjšale čas zaznavanja COVID-19Novo razvita biosenzorska integrirana vezja, povezana s pametnimi telefoni, bi zdravnikom lahko v realnem času omogočila prepoznavanje okuženosti v bitki proti COVID-19 in morebitnim drugim prihodnjim virusnim izbruhom.

Znanstveniki in inženirji z Univerze v Manchestru so ustvarili novo platformo za računalniško dinamiko tekočin (CFD, Computational Fluid Dynamics), ki pomaga biosenzorskim napravam pri odkrivanju bioloških vrst in omogoča nadzor nad širjenjem izbruhov virusov. Biosenzorji so naprave, ki se uporabljajo za zaznavanje prisotnosti bioloških dejavnikov, kot so virusi. Pristop bi lahko pomagal iskati in izslediti ljudi z okužbo, medtem ko bi lahko pot do učinkovitega cepiva trajala še več mesecev.

1 1 1 300x212 - Vezja z laboratoriji v čipu bi lahko znatno zmanjšale čas zaznavanja COVID-19

Obarvan elektronski mikrograf fotografije celice (modro obarvane), močno okužene z (rdeče obarvanimi) virusnimi delci SARS-CoV-2, izolirane iz vzorca pacienta. Slika, posneta v NIAID Integrated Research Facility (IRF) v Fort Detrick, Maryland. Vir: NIAID

Po vsem svetu obstajajo različne globalne strategije za preprečevanje širjenja COVID-19 z usklajenimi prizadevanji, kot so modeliranje populacije, uporaba maske za obraz in razvoj zmogljivosti ventilatorja. Strokovnjaki za modeliranje in simulacijo na Univerzi v Manchestru so zdaj razvili še dodatno orodje.

Odkritja, objavljena v reviji Biosensors and Bioelectronics, predstavljajo novo numerično platformo kot nov način načrtovanja biosenzorskih naprav. Novi sistem simulira delovanje elektronskih naprav v različnih konstrukcijskih in obratovalnih pogojih za izboljšanje sledenja stikov znotraj populacije.

S tem prebojem bi omogočil vgradnjo biosenzorjev v obstoječe pametne telefone s potencialno zmožnostjo izboljšanja hitrosti in zanesljivosti obstoječega sistema za sledenje stikov. Z isto metodo bi lahko v prihodnosti pomagali obvladovati tudi kakršnekoli druge izbruhe in pandemije, povezane z virusi.

Biosenzorji so eden najučinkovitejših načinov za odkrivanje bioloških vrst in nadzor nad njenim širjenjem. S temi sistemi se zmanjša poraba reagenta na vzorec, skrajša čas, potreben za poskuse in zmanjšajo celotni stroški za aplikacije.

Poleg tega bi integracija biosenzorjev v različne naprave pomagala zmanjšati tveganje za morebitne prihodnje valove oziroma vrhove okužb s COVID-19. Povezava ustreznega biosenzorja s pametnimi telefoni bi lahko na primer povečala hitrost in zanesljivost tehnike sledenja stikov z okuženimi osebami.

Doktor Amir Keshmiri z univerze v Manchestru je dejal: “Ta nova konkurenčna numerična platforma simulira delovanje teh posebnih naprav v različnih konstrukcijskih in obratovalnih pogojih, s čimer želimo razširiti naš vpogled v manipulacijo z biološkimi vrstami, da bi izboljšali učinkovitost obstoječih naprav.

Medtem, ko lahko razvoj učinkovitega cepiva traja od nekaj mesecev do nekaj let, je za obvladovanje stanja v ospredju odkrivanje okuženih posameznikov, ki je ključno orodje v strategiji sledenja stikom z okuženimi osebami, ki se trenutno uporablja v Veliki Britaniji in večini drugih držav. Čas je ključni parameter pri obvladovanju visoko patogenih boleznih in pri premagovanju pandemije.

Ta integrirana vezja, laboratoriji v čipu, so primerne za vsakodnevne teste in so prijazne do uporabnika, kar pomeni, da ni potrebna nobena dodatna laboratorijska oprema. Zaradi teh dobrih lastnosti so najprimernejši sistem za zaznavanje v realnem času, vendar je pot do še bolj zanesljive različice še vedno polna izzivov in potrebuje dosti več časa,” je še dodal doktor Amir Keshmiri.

 

Vir: https://phys.org/news/2020-10-lab-on-a-chip-devices-covid-.html

Avtor: Ben Robinson, univerza v Manchesteru