Yeni Plazmofluidik Çip Gelecekteki Pandemilerde Teşhisi Hızlandırabilir

Revers transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) COVID-19 pandemisi sırasında teşhis için altın standart haline gelmiştir. Bununla birlikte, testin PCR kısmı devasa, pahalı cihazlar gerektirmektedir ve yaklaşık bir saatte sonuç vermektedir, bu durum sahada hızla tanı koymayı zorlaştırmaktadır.

ACS Nano'daki araştırmacılar sadece 8 dakikada PCR gerçekleştirebilen bir plazmofluidik çip geliştirmiştir, bu çip sayesinde mevcut ve gelecekteki pandemilerde teşhis hızlanabilecektir.

COVID-19 ve çok bulaşıcı diğer virüs hastalıklarının hızlı teşhisi zamanında tıbbi bakım, karantinaya alma ve temas takibi için önemlidir. Az miktarda viral RNA'nın DNA'ya revers transkripsiyonu için enzimleri kullanan ve daha sonra, floresan prob ile saptanabilmesini sağlayacak şekilde DNA'yı büyüten RT-PCR en hassas ve güvenilir teşhis yöntemidir.

Fakat testin PCR kısmı özel makinelerde ısıtma ve soğutma içeren 30-40 döngü gerektirdiğinden, gerçekleştirilmesi yaklaşık bir saat almaktadır ve numuneler genellikle laboratuvara yollanmalıdır, yani bir hasta teşhis için genellikle bir veya iki gün beklemek zorundadır.

Ki-Hun Jeong ve meslektaşları ufak hacimlerdeki sıvıları hızla ısıtıp soğutabilecek, belirli bir sürede hasta başında kesin tanıya imkan veren bir plazmafluidik PCR çip geliştirmeyi tasarlamış ve PCR reaksiyonları için mikrohazne dizilimli polidimetilsiloksan çip icat etmiştir. Çipe bir damla numune eklendiğinde, bir vakum sıvıyı mikrohaznelere çekmektedir, burada altın nanoadalarla cam nanosütünların üzerine yerleştirilmektedir. PCR reaksiyonla etkileşime girebilecek mikrobaloncuklar bir havageçirgen duvar boyunca diffüze edilmektedir.

Bir beyaz LED çipin arkasından aydınlatıldığında, nanosütunlar üzerindeki altın nanoadalar hızla ışığı ısıya dönüştürmekte ve ardından ışık kapatıldığında hızla soğumaktadır. Araştırmacılar bir SARS-CoV-2 gen ihtiva eden bir DNA parçası üzerinde cihazı incelemişlerdir, numune yüklenmesi için 3 dakika ek süre ile sadece 5 dakika içinde 40 ısıtma ve soğutma döngüsünde floresan belirleme sağlanmıştır.

Araştırmacılara göre, bu yeni cihaz pandemi sırasında hasta başında hızlı tanı için önemli bir fırsat sağlamaktadır.