Разработано устройство на квантовых точках для смартфона для диагностики COVID-19

Исследователи из Центра Доннелли совместно с Научным центром здравоохранения Саннибрук, Общественным здравоохранением Онтарио и больницей Маунт-Синай создали диагностический тест, использующий камеру смартфона для наблюдения за пациентами с COVID-19.

Эта разработка может значительно улучшить скорость и эффективность диагностики инфекционных заболеваний, как для COVID-19, так и для других болезней. Исследование опубликовано в последнем выпуске Nano Letters.

«Цель исследования — сделать тесты на антитела к COVID-19 более доступными», — сказал Джонни Чжан, соавтор исследования. «В итоге пациенты могут самостоятельно провести диагностику COVID-19 с помощью своего телефона, а медицинские работники получат эти данные в цифровом виде».

В традиционном процессе диагностики клинический образец от пациента отправляется в лабораторию, а результат затем передается медицинскому персоналу. Эти процессы часто разобщены и занимают много времени.

Исследователи создали микросферы с штрих-кодом из квантовых точек и вторичную метку для поиска антител к антигену COVID-19 в крови пациента. Обнаружение антител приводит к изменению цвета свечения микросфер.

Затем шарики помещаются в устройство, «активируются» лазером, а сигнал фиксируется камерой смартфона. Специальное приложение обрабатывает изображение, чтобы определить изменение свечения шариков. Данные интерпретируются и могут передаваться удаленно для сбора и принятия решений.

«Прелесть системы в том, что все интегрировано в один портативный блок», — отметил Чжан.

Эта технология, позволяющая с помощью микросфер на квантовых точках измерять ничтожно малые количества ключевых биомаркеров в крови, разрабатывалась в течение последних 10 лет.

«В этот раз мы действительно хотели улучшить производительность и полезность технологии», — сказал Айден Малекджахани, другой соавтор исследования.

«Возможности обнаруживать следы цели у пациентов недостаточно. Мы хотели добавить устройству больше функций. Мы разработали устройство для одновременного обнаружения нескольких антител из разных типов образцов, поэтому каждый тест содержит много информации. Результаты затем загружаются на онлайн-панель, где медицинские работники и общественность могут видеть тенденции в реальном времени».

Исследователи протестировали устройство на 49 образцах крови пациентов с разной степенью инфицирования COVID-19 и достигли чувствительности 84–88%. Хотя этот результат ниже, чем у традиционных тестов, он примерно в три раза выше, чем у латеральных потоковых иммуноанализов, которые в настоящее время являются наиболее распространенными портативными тестами на антитела.

Это также означает, что обнаружение антител к COVID-19 теперь можно проводить вне централизованных учреждений без значительной потери точности.

Исследование проводилось в сотрудничестве с организациями, которые предоставили клинические образцы для тестирования новой системы.

«Это устройство может изменить правила игры в том, как мы отслеживаем распространение инфекционных заболеваний и реакцию пациента на вакцины», — сказал Уоррен Чан, руководивший исследованием.