طور فريق علمي من جامعة كاليفورنيا، بلوس أنجلوس، مجموعة أدوات معملية محمولة يمكنها إجراء اختبارات آلية مجمعة للأمراض الفيروسية، بما في ذلك COVID-19. تتكون التقنية من منصة ميكروفلويديك تعتمد على أسراب من الأقراص المغناطيسية، والتي أطلق عليها الباحثون اسم “ferrobots“، لنقل العينات عبر الجهاز وخلطها مع الكواشف قبل الوصول إلى منطقة يتم فيها إجراء اختبار تضخيم متساوي الحرارة بوساطة حلقة.
يضاعف الفحص توقيعات الحمض النووي المميزة ويسمح بتحديد سريع لمسببات الأمراض الفيروسية. بذكاء، تم تصميم الجهاز مع أخذ الاختبار الجماعي السريع في الاعتبار، وتم تصميمه كأول تحليل للعينات المجمعة من عدة أفراد، ثم اختبار العينات الفردية تلقائيًا إذا أسفرت العينة المجمعة عن نتيجة إيجابية. والنتيجة هي تقنية يمكنها تقييم مجموعات كبيرة من الأشخاص بسرعة، بأقل كواشف ونفقات ووقت مقارنة بأساليب التشخيص التقليدية.
لقد سقط الوباء من العناوين الرئيسية، ولكن لحسن الحظ لا يزال الباحثون يعملون بجد خلف الكواليس لمساعدتنا على التعامل بشكل أفضل مع الوباء التالي، أو للاستعداد بشكل أفضل لسيناريو حيث يكون لدى SARS-CoV-2 خدعة أخيرة – a متغير الكابوس الذي يعيدنا إلى الأيام الخوالي السيئة لعام 2020. على أي حال، فإن تطوير تقنيات تشخيص فيروسية أفضل ليس بالأمر السيئ.
تم تصميم هذا الجهاز الأخير للاختبار الشامل في الميدان، في مواقع مثل الجامعات. قال سام إمام نجاد، الباحث المشارك في الدراسة: “يمكن أن تساعد تقنية المختبر المحمولة لدينا في التغلب على بعض حواجز الندرة والوصول إلى الاختبارات، خاصة في وقت مبكر من الجائحة، عندما يكون من الأهمية بمكان السيطرة على انتشار المرض”. “بالإضافة إلى قدرتها على معالجة قضايا نقص الإمدادات وارتفاع الطلب، يمكن تكييفها على نطاق واسع لاختبار العديد من أنواع الأمراض في الميدان وبجودة المختبر.
تخطيطي عن قرب لمنصة الكل في واحد التي طورتها جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس لاختبار المرض المؤتمت بالكامل (Ella Maru Studio)
يشتمل النظام على لوحة دوائر يمكنها تحريك سلسلة من الأقراص المغناطيسية، تسمى ferrobots ، على طول قنوات ميكروفلويديك. تقوم ferrobots بنقل قطرات العينة حول الجهاز ، ويمكنها فصل العينات ومزجها معًا وإضافة الكواشف وتسهيل فحوصات التضخيم متساوي الحرارة بوساطة الحلقة للكشف عن الأحماض النووية الفيروسية. هذه الخطوات آلية ولا تتطلب إدخال المشغل.
الهدف من هذه التقنية هو الاختبار المبدئي لعينات متعددة تم خلطها معًا، مما يوفر الكواشف. إذا لم تكن أي من هذه العينات المجمعة إيجابية للفيروس، فيمكن للجهاز الانتقال إلى اختبار الدفعة المجمعة التالية. ومع ذلك، إذا كانت نتائج الدفعة المجمعة إيجابية، فسيقوم النظام باختبار كل عينة على حدة لتحديد العينة (العينات) الإيجابية. يوفر هذا النهج الكثير من الوقت والكواشف، نظرًا لأن معظم العينات المجمعة لن تكون إيجابية، مما يؤدي إلى تجنب الحاجة إلى اختبار كل عينة على حدة.
قال دينو دي كارلو: “يتيح التصميم المدمج لهذه المنصة والمعالجة الآلية للعينات سهولة في تنفيذ الاختبارات المجمعة حيث يمكنك اختبار عشرات عينات المرضى في نفس الوقت، وكلها بنفس المواد التي تتطلبها حاليًا لاختبار مريض واحد فقط”، باحث آخر مشارك في الدراسة. “على سبيل المثال ، يمكنك اختبار الطلاب في قاعة إقامة جامعية بأكملها باستخدام بضع عشرات من مجموعات الاختبار”.
