مسحات تطبيق الأسنان الدقيقة

تم اختيار مصابيح LED ومرشحات الانبعاث لتتناسب مع أطوال موجات الإثارة والانبعاث للصبغة الفلورية المتداخلة. لتقييم أداء اختبار الكشف لدينا في سير العمل العلمي الحالي، تم تطوير بروتوكول باستخدام عينات محاكاة من مسحات الأنف/NP كما هو موضح في الشكل. نظرًا لعدم استقرار الحمض النووي الريبي (RNA)، يتطلب استخدام اللعاب الخام نقلًا سريعًا إلى المختبر لاستخراج المواد الفيروسية وتحليل استجابة سلسلة البوليميراز. تميزت الدراسة باستخدامها مجموعة تجميع جديدة تحتوي على مادة حافظة وسائل قاتل للفيروسات، مما يسمح بتخزين ونقل العينات بشكل آمن وفعال. أكد البحث جدوى استخدام جهاز تجميع بسيط وآمن للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 في اللعاب في مركز اختبار كوفيد-19.

يوضح الشكل 4 أ-ج مخططًا تخطيطيًا وصورة ورسومات ميكانيكية لخرطوشة الميكروفلويديك التشخيصية المستخدمة للكشف السريع عن فيروس كورونا المستجد (SARS-CoV-2) في VTM. تتضمن مناطق التضخيم والتشخيص ست حجرات تضخيم على شكل دائرة.

بعد ملء حجرات التضخيم بالكامل، أُغلقت بمادة لاصقة متوافقة حيويًا، وأُدخلت الخرطوشة في القارئ لتحقيق الاستجابة المثلى. تم ضبط السخان المدمج على 65 درجة مئوية، واستُخدم هاتف ذكي لإجراء التصوير. تم تحميل كواشف RT-LAMP وعينة VTM المُعززة بالفيروس باستخدام محاقن عبر منافذ مدخل مناسبة لقفل لور. يوضح الشكل 4E مخطط جهاز POC المحمول باليد، حيث يعرض الأجزاء في عرض مُفصّل، مُفصّلًا مكونات القارئ. أثناء تصوير الخرطوشة بواسطة هاتف ذكي، يتم تشغيل التسخين الحراري والإضاءة بالبطارية.

لتقييم كل نمط طبي، استُخدمت خرطوشة ميكروفلويدية واحدة. وبالمثل، شمل كل اختبار تقييم ست عينات فرعية (ست حجرات تضخيم على شكل فطيرة). حُلّلت صور الفلورسنت باستخدام برنامج Image J، ورُسمت شدة الفلورسنت لكل نسخة كدالة زمنية (الشكل 5أ). أُجريت اختبارات t لإثبات أن شدة الفلورسنت للعينات الإيجابية مهمة إحصائيًا مقارنةً بالعينات السلبية (الشكل 5ب).

زوّدت الخرطوشة بخيارات قنوات ميكروفلويدية ثلاثية الأبعاد لخلط الفيروسات في عينة VTM مع كواشف التضخيم. بعد الخلط، يدخل خليط الاستجابة النهائي إلى خزانات التضخيم. صُممت الخزانات خصيصًا للسماح بملء جميع الحجرات بالتساوي، كما هو موضح في الفيديو S1.

خلص الباحثون إلى أنه بغض النظر عن انخفاض معدل الكشف المُقدّر مقارنةً باختبار المسحة، فإن اختبار اللعاب قد يكون ذا فائدة خاصة للفئات السكانية النائية أو الضعيفة أو الصعبة. أجرى الفريق البحث لتحديد معدل الكشف عن فيروس كورونا المستجد (SARS-CoV-2) باستخدام جهاز جديد يُدار ذاتيًا لجمع عينات اللعاب، مقارنةً باختبار المسحة التقليدي.

أخيرًا، نُجري اختبارات للكشف عن فيروسات SARS-CoV-2 من العينات السريرية باستخدام عينات VTM المأخوذة من المرضى، وباستخدام قارئنا المحمول. في هذه الاختبارات، تم تحميل العينات يدويًا دون استخدام مضخات. وتضمن القارئ المحمول عناصر تسخين وبصريات ضرورية لإجراء التفاعل وتسجيله.

تم رسم منحنيات خصائص عمل المُستقبِل لمطابقة العينات الإيجابية مع العينات غير المُواتية لكل فترة زمنية (الشكل 5ج). بلغت المساحة تحت المنحنى (AUC) لمدة 40 و30 دقيقة 1.00 في كل حالة، مما يُظهر قدرة نظامنا على التمييز بدقة بين العينات الإيجابية والسلبية بعد 30 دقيقة. يُظهر الشكل 5د صور التضخيم المُتحصل عليها لجميع العينات التي فُحصت عند نقطة نهاية الكشف.