Инженеры из Университета Бата создали устройство для диагностики вирусов, которое дает результаты лабораторного качества всего за три минуты. LoCKAmp, как они его назвали, использует технологию «лаборатория на чипе» и, как было доказано, обеспечивает быстрое и недорогое обнаружение Covid-19 по мазкам из носа. Его можно адаптировать для обнаружения других патогенов, таких как бактерии.

Устройство функционирует путем быстрого высвобождения и улучшения генетического материала из образца мазка из носа посредством химической реакции, в конечном итоге генерируя результат, к которому можно получить доступ через приложение для смартфона. В отличие от тестов с латеральным потоком, LoCKAmp использует те же методы генетического тестирования, которые ранее использовались для лабораторных ПЦР-тестов.

Тест не только точен, но и удивительно быстр: результаты выдаются в течение трех минут — по словам исследователей, это самый быстрый тест на Covid-19, зарегистрированный на сегодняшний день. Они создали прототип, используя готовые компоненты и печатные платы заводского изготовления, и утверждают, что вскоре его можно будет производить в массовом масштабе и по низкой цене.

Они уже ведут переговоры с академическими и коммерческими партнерами о запуске LoCKAmp в производство. Ожидается, что устройство будет стоить около 60 долларов, когда оно достигнет массового производства, в то время как тестовые картриджи, которые сейчас производятся по цене 3 доллара, могут стоить менее 0,60 доллара. Устройство и принцип его работы подробно описаны в статье журнала Lab on a Chip.

«Это потрясающая демонстрация возможностей технологии «лаборатория на чипе», а учитывая низкую стоимость и адаптируемость технологии для обнаружения целого ряда состояний, потенциально очень ценный и уникальный инструмент для целого ряда медицинских учреждений. Деспина Мошу, ведущий научный сотрудник Университета Бата, заявила в пресс-релизе.

Как работает LoCKAmp

В системе LoCKAmp используется метод, называемый RT-LAMP (изотермическая амплификация, опосредованная петлей обратной транскрипции), для амплификации целевых последовательностей РНК, что позволяет быстро и точно идентифицировать конкретный представляющий интерес вирус. Исследователи утверждают, что обнаружение LAMP превосходит ПЦР-тестирование с точки зрения чувствительности, скорости и специфичности.

Обработка происходит при постоянной температуре 65 градусов Цельсия, что устраняет необходимость в нескольких термических циклах, необходимых при ПЦР-тестировании. Это позволяет сделать устройство портативным и снизить энергопотребление. Кроме того, такая конструкция имеет то преимущество, что не требует предварительной обработки образцов мазков из носа.

После того, как образец мазка из носа введен в устройство, LoCKAmp прокачивает жидкость через небольшие прозрачные «микрофлюидные» каналы, встроенные в печатную плату, расположенные над медными нагревателями. Они нагревают образец и высвобождают генетический материал РНК из вируса. Затем его снова нагревают и обрабатывают химикатами RT-LAMP.

Устройство флуоресцирует под светом, если вирусная РНК присутствует в амплифицированном образце, что означает, что тест положительный. Исследователи проверили его на мазках пациентов с Covid-19, собранных Королевским объединенным больничным фондом Бата во время пандемии. С тех пор разработка LoCKAmp продолжалась, учитывая значительный потенциал устройства.

Исследователи полагают, что устройство можно использовать не только для тестирования на образцах из носа, но и для мониторинга на уровне сообщества и обнаружения вирусов, таких как Covid-19, путем тестирования сточных вод. Это позволило бы нам быстро обнаружить распространение вирусов и дало бы представление всему сообществу, а не полагаться на то, что отдельные люди будут регулярно проходить тесты.

«Благодаря технологии LoCKAmp, обеспечивающей недорогую идентификацию и количественную оценку генетических целей в реальном времени, мы приближаемся к отслеживанию патогенов в реальном времени. Это открывает захватывающие возможности, позволяющие создать системы раннего предупреждения», — заявила в пресс-релизе автор исследования Барбара Каспшик-Хордерн.