Cảm biến được tạo ra bằng công nghệ in 3D phát hiện kháng thể COVID-19 trong 10 giây
Ngày tạo: 20/10/2020 4:33:08 CHKể từ khi đại dịch COVID-19 bắt đầu vào đầu năm 2020, cho dù họ đang sử dụng công nghệ sản xuất PPE, máy thở và gạc mũi, hay các nhà nghiên cứu đang cố gắng phát triển vắc-xin ... hay thử nghiệm, in 3D luôn là tin tức nổi bật.
Sau đó là một nhóm các nhà nghiên cứu đa ngành từ Đại học Carnegie Mellon - Carnegie Mellon University (CMU), Đại học Pittsburgh và Trung tâm Y tế Đại học Pittsburgh - University of Pittsburgh Medical Center (UPMC), sử dụng quy trình phun khí dung đã được cấp bằng sáng chế của Optomec để tạo ra một sản phẩm mới và không tốn kém, cảm biến mất khoảng mười giây để nhận ra kháng thể COVID-19. Người ta nói rằng thử nghiệm nhạy cảm của nhóm là thử nghiệm kháng thể COVID-19 nhanh nhất được biết đến, hoàn toàn là do phản ứng điện hóa và in 3D.
 |
Rahul Panat, Phó Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí tại CMU, đã nghiên cứu các công nghệ AM khác nhau để sản xuất các thiết bị cảm biến sinh học và giao diện người-máy, đồng thời dẫn đầu nhóm phát triển cảm biến. Ông đang làm việc với Gao Shoujiang, giáo sư vi sinh và di truyền phân tử tại Đại học Pittsburgh và là người đứng đầu chương trình virus học ung thư tại Trung tâm Ung thư UPMC Hillman, và là tác giả của nhóm nghiên cứu Azahar Ali, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Vật liệu và Sản xuất Tiên tiến Panat, hiện đang chờ đánh giá của đồng nghiệp.
Panat giải thích, "Chúng tôi đang chia sẻ những kết quả này tại thời điểm in trước và trước khi đánh giá đồng cấp vì tác động tiềm tàng, đáng kể đối với sức khỏe cộng đồng."
Các tác giả khác của nghiên cứu là Chunshan Hu, Sanjida Jahan, Bin Yuan, và Mohammad Sadeq Saleh từ CMU, và UPMC’s Enguo Ju.
 |
Panath cho biết: “Khi chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi có thể điều chỉnh công việc của mình sang thử nghiệm COVID-19, nhóm nghiên cứu của tôi đang nghiên cứu các cảm biến hiệu suất cao được in 3D để phát hiện dopamine trong não. Chúng tôi đã thay đổi hướng nghiên cứu. Chúng tôi đã áp dụng chuyên môn của mình vào đại dịch tàn khốc này. Quá trình Aerosol Jet đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các cảm biến tốc độ cao và có độ nhạy cao. "
 |
Máy phun khí dung có thể in các vật liệu dẫn điện và không dẫn điện rất chính xác với các đặc tính lên đến 10 micron, đó là lý do tại sao nó là công nghệ lý tưởng cho thiết bị kiểm tra hiệu quả cao đòi hỏi độ lặp lại. Để chế tạo một cảm biến kháng thể COVID-19, cần sử dụng các hạt nano để in 3D các điện cực vi trụ vàng thu nhỏ chi phí thấp từ giọt sol khí. Các giọt được thiêu kết với nhau bằng nhiệt tốc độ cao để tạo thành một bề mặt gồ ghề không đều, và cấu trúc ma trận gồm 100 vi hạt được thiết lập trong một hình vuông 2 mm.
Quá trình thiêu kết gây ra phản ứng điện hóa tăng cường sử dụng oxit graphene khử để liên kết kháng thể với kháng nguyên, do đó bao phủ điện cực vàng.
 |
Các đặc điểm bề mặt và hình dạng cụ thể của cấu trúc in 3D là những gì cho phép các vi cực vàng tải nhiều protein hơn, giúp các bác sĩ lâm sàng có khả năng phát hiện chính xác, chỉ trong vài giây, nếu hai trong số các kháng thể đối với vi rút SARS-CoV-2 gây ra coronavirus mới xuất hiện, ngay cả ở nồng độ rất thấp.
Để tiến hành xét nghiệm, chỉ cần một giọt máu rất nhỏ từ đầu ngón tay của một người để xác định xem có sự hiện diện của protein S1 tăng đột biến và vùng liên kết thụ thể - receptor binding domain (RBD) hay không. Việc phát hiện đến từ phản ứng điện hóa trong thiết bị cảm biến cầm tay được in 3D, có thể giao tiếp với điện thoại thông minh để gửi kết quả lấy máu. Nếu suy nghĩ về dương tính giả từ các xét nghiệm nhanh đang tràn ngập trong não bạn, các nhà nghiên cứu giải thích rằng xét nghiệm của họ có tỷ lệ lỗi rất thấp, bởi vì phản ứng liên kết giữa kháng nguyên trong thiết bị vi lỏng in 3D và kháng thể COVID-19 là “có tính chọn lọc cao .”
 |
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng chỉ mất chưa đầy một phút để làm sạch hoặc tái tạo nền cảm biến bằng các hóa chất đặc biệt, giúp có thể thu được nhiều kết quả đọc liên tiếp từ cùng một thiết bị. Rõ ràng, về phương diện kiểm soát đại dịch này, việc kiểm tra kháng thể chính xác và nhanh chóng như in 3D có thể là một vấn đề lớn, và chi phí sản xuất của thiết bị đã có bằng sáng chế tạm thời cũng rất nhỏ, điều này không gây hại gì.
Các nhà nghiên cứu CMU hiện đang chú ý đến việc liệu nền tảng này cũng có thể phát hiện ra vi rút COVID-19 đang hoạt động chứ không chỉ kháng thể của nó.
 |
Panath thậm chí còn cho biết: "Nền tảng cảm biến cũng có thể được sử dụng để phát hiện các bệnh truyền nhiễm khác, có thể ảnh hưởng đến diễn biến của đại dịch." Theo nhóm nghiên cứu, một số loại virus khác bao gồm HIV, Ebola và Zika.
Tags: data design data design viet nam ddv CAM Software rhinocam rhino cad cam rhinocam price rhinocam for rhino 6 mecsoft rhinocam
.jpg)
.jpg)