Thiết bị nguyên mẫu phát hiện không xâm phạm COVID-19 trong hơi thở thở ra của những bệnh nhân bị nhiễm bệnh, tương tự như một bài kiểm tra hơi thở đối với tình trạng say rượu.
Một số ít người đã trải qua gạc mũi họng để kiểm tra coronavirus sẽ mô tả đó là một trải nghiệm thú vị Quy trình này bao gồm việc dán một miếng gạc dài lên mũi để thu thập một mẫu từ phía sau mũi và cổ họng, sau đó sẽ được bị phân giải cho RNA SARS-CoV-2 bằng phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược (RT-PCR). Giờ đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trong ACS Nano đã phát triển một thiết bị nguyên mẫu có thể phát hiện không xâm lấn COVID-19 trong hơi thở thở ra của bệnh nhân bị nhiễm bệnh.
Ngoài việc không thoải mái, tiêu chuẩn vàng hiện tại để kiểm tra COVID-19 yêu cầu RT-PCR, một quy trình phòng thí nghiệm tốn nhiều thời gian. Vì các công việc tồn đọng, việc nhận được kết quả có thể mất vài ngày. Để giảm tỷ lệ lây truyền và tỷ lệ tử vong, các hệ thống chăm sóc sức khỏe cần có các xét nghiệm nhanh chóng, rẻ tiền và dễ sử dụng. Hossam Haick, Hu Liu, Yueyin Pan và các đồng nghiệp muốn phát triển một cảm biến dựa trên vật liệu nano có thể phát hiện COVID-19 trong hơi thở thở ra, tương tự như một bài kiểm tra nồng độ cồn trong hơi thở. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng vi rút và các tế bào mà chúng lây nhiễm phát ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) có thể được thở ra trong hơi thở.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loạt các hạt nano vàng liên kết với các phân tử nhạy cảm với các VOC khác nhau. Khi VOCs tương tác với các phân tử trên một hạt nano, điện trở thay đổi. Các nhà nghiên cứu đã đào tạo cảm biến để phát hiện COVID-19 bằng cách sử dụng máy học để so sánh dạng tín hiệu điện trở thu được từ hơi thở của 49 bệnh nhân được xác nhận COVID-19 với những người từ 58 đối chứng khỏe mạnh và 33 bệnh nhân nhiễm trùng phổi không COVID ở Vũ Hán, Trung Quốc. Mỗi người tham gia nghiên cứu thổi vào thiết bị trong 2-3 giây từ khoảng cách 1-2 cm. Sau khi máy học xác định được chữ ký COVID-19 tiềm năng, nhóm đã kiểm tra độ chính xác của thiết bị trên một nhóm nhỏ những người tham gia. Trong bộ thử nghiệm, thiết bị cho thấy độ chính xác 76% trong việc phân biệt các trường hợp COVID-19 với các đối chứng và độ chính xác 95% trong việc phân biệt các trường hợp COVID-19 với nhiễm trùng phổi. Cảm biến cũng có thể phân biệt, với độ chính xác 88%, giữa bệnh nhân COVID-19 bị bệnh và đang hồi phục. Các nhà nghiên cứu cho biết: Mặc dù xét nghiệm cần được xác nhận ở nhiều bệnh nhân hơn, nhưng nó có thể hữu ích cho việc sàng lọc các quần thể lớn để xác định cá nhân nào cần xét nghiệm thêm.
Tham khảo: “Mảng cảm biến dựa trên vật liệu nano đa kênh để phát hiện COVID-19 trong hơi thở thở ra” của Benjie Shan, Yoav Y Broza, Wenjuan Li, Yong Wang, Sihan Wu, Zhengzheng Liu, Jiong Wang, Shuyu Gui, Lin Wang, Zhihong Zhang , Wei Liu, Shoubing Zhou, Wei Jin, Qianyu Zhang, Dandan Hu, Lin Lin, Qiujun Zhang, Wenyu Li, Jinquan Wang, Hu Liu, Yueyin Pan và Hossam Haick, ngày 18 tháng 8 năm 2020,ACS Nano.
DOI: 10.1021 / acsnano.0c05657
Các tác giả thừa nhận tài trợ từ Viện Công nghệ Technion-Israel.