TinyArray成像仪:UCI科学家开发了低成本、精准COVID-19抗体检测平台

加利福尼亚大学尔湾分校的科学家们创建的基于芯片实验室技术的一个强大的、低成本成像平台,该平台的投入使用可能会在今年年底前在全美范围内进行快速的冠状病毒诊断和抗体检测服务。

TinyArray成像仪:UCI科学家们开发了低成本、精准COVID-19抗体检测平台
TinyArray成像仪具有比同类机器高100倍的抗体测试精度,可以便携的部署在全球资源匮乏地区。

UCI系统可以在部署COVID-19疫苗开发和重新开放经济方面起到很大推动作用,因为这两者都需要对病毒及其抗体进行广泛的检测。到目前为止,美国的抗体测试太不准确或太昂贵,无法达到必要的检测量。

但UCI的研究人员认为,他们的新技术可以帮助加快测试过程,快速且经济实惠。该研究在《芯片上的实验室》杂志上发表。

这项研究的主要作者,药物科学项目科学家赫德说:“我们每天需要测试数百万人,而且目前的检测手段无法应付这个数量级。“这个精准的测试平台使公共卫生官员能够实施个性化的缓解策略,以安全地重新开放国家和经济。”

它是如何运行的?

UCI测试使用手指刺血,在短短两到四个小时内就能探测出包括SARS-CoV-2在内的14种呼吸道病毒的数百种抗体反应。识别出与COVID-19症状相似的病毒感染的反应,将使医院远离标准感冒和流感患者。

结果打印在一个低成本的成像平台上。TinyArray成像仪将3D打印的原型与一个现成的LED和一个小型500万像素的摄像头相结合,可以同时找到许多抗体的标记。这确保了与昂贵的成像系统同等的准确性,但该平台具有足够便携性,可以部署在任何地方–成本只有200美元。

同一设备还可以处理SARS-CoV-2常用鼻拭子检测结果,这样就可以在一个平台上对患者进行COVID-19及其抗体检测。

目前,大多数抗体检测只能检查一种或两种抗原。检测可靠结果所需全部抗体的系统需要成像机,价格在1万到10万美元之间,而且太过笨重,不适合广泛使用。没有资源购买这些机器的地区不得不将样本送到外部实验室进行测试,这意味着结果需要数天才可以完成。

巨大影响

大规模测试将确定有多大比例的人群感染了COVID-19,这将对公共卫生和重新开放经济决策产生很大影响。

而了解产生什么抗体以及它们持续多久将是开发有效疫苗和施用正确剂量的关键。如果病毒发生变异,这对未来几年可能是至关重要的,需要更新,就像每年的流感疫苗接种一样。

UCI研究团队已经在奥兰治县完成了5,000个测试,最终目标是每天每单位测试20,000个样本。研究人员正在与UCI初创公司Velox Biosystems Inc.和Nanommune Inc.合作,扩大生产规模。他们预计TinyArray成像仪将在2020年底前准备在全美部署,并正在与乌拉圭,俄罗斯和泰国的科学家合作,为其本国开发类似的系统。

“这对低收入国家来说将是非常好的,”Hedde说。”由于该设备的材料便宜且易于获得,因此该平台易于在资源匮乏地区制造和使用,从而使测试可在全球范围内进行。”

UCI的Aarti Jain、Rie Nakajima、Rafael Ramiro de Assis、Trevor Pearce、Algis Jasinskas和Saahir Khan以及Velox Biosystems的Timothy Abram和Melody Toosky参与了这项研究,该研究得到了美国国立卫生研究院和UCI CRAFT-COVID补助金的支持。

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