La diagnosi di una malattia è un primo passo cruciale nella fornitura di cure. Però, molte regioni del mondo non dispongono dell'infrastruttura centralizzata e di personale qualificato per eseguire questi test. Ciò porta alla necessità di alternative di test a basso costo, che può essere somministrato al punto di cura. Per soddisfare questa richiesta, test diagnostici di facile lettura costruiti su carta sono stati sviluppati e implementati per combattere una serie di malattie in tutto il mondo, creando un mercato di quasi 6 miliardi di dollari. Questi test cartacei, comunemente indicati come saggi a flusso laterale, rilevare la presenza di molecole specifiche in un campione come sangue o urina inducendo un cambiamento di colore lungo una "linea di prova" contenuta sulla striscia di carta, funziona in modo simile ai ben noti test di gravidanza.

Sebbene tali test cartacei siano stati sviluppati per rilevare una serie di agenti che causano malattie come i parassiti della malaria, HIV, e virus Zika, non possono rilevare in modo affidabile più tipi di molecole contemporaneamente, limitando la loro applicazione a una gamma più ampia di esigenze diagnostiche.

I ricercatori della UCLA Samueli School of Engineering hanno creato un nuovo sensore cartaceo che supera queste limitazioni, aprendo le porte a nuove applicazioni diagnostiche. I risultati della valutazione di questo nuovo sensore cartaceo economico sono stati pubblicati in Laboratorio su un chip , una rivista della Royal Society of Chemistry (Regno Unito).

Aydogan Ozcan, Il Professore del Cancelliere di Ingegneria Elettrica e Informatica e il direttore associato del California NanoSystems Institute presso l'UCLA hanno guidato la ricerca in collaborazione con il Professor Dino Di Carlo del Dipartimento di Bioingegneria dell'UCLA, Professor Omai Garner, il direttore associato dell'UCLA Clinical Microbiology Lab, e il dottor Hyou-Arm Joung, un ricercatore associato senior presso il dipartimento di ingegneria elettrica e informatica dell'UCLA.

Questo nuovo sensore basato su carta utilizza una "membrana di rilevamento" appositamente progettata che contiene dozzine di singoli punti di reazione, ognuno dei quali può rilevare una diversa molecola specifica per la malattia. Questa operazione è resa possibile dalla realizzazione di una risma verticale di carta e strati stampati a cera, accuratamente progettato per garantire che il campione del paziente, in questo caso sangue trattato, interagisce uniformemente con ogni punto di reazione sulla membrana di rilevamento a base di carta di 1 cm x 1 cm. Perciò, questo design multi-rilevamento può eseguire test molto più complessi necessari per es. cancro, malattia cardiovascolare, o malattia di Lyme, tra gli altri, pur impiegando ancora $ 0,30 di materiale cartaceo, insieme a semplici passaggi operativi che possono essere completati in meno di 20 minuti con una formazione minima dell'utente.

È importante sottolineare che il team dell'UCLA ha anche sviluppato un accessorio per cellulare a basso costo, che viene utilizzato per analizzare i test cartacei, riportando rapidamente i risultati all'utente tramite un'app mobile.

"Questa nuova piattaforma di test multiplex promette di spingere la diagnostica cartacea in nuovi ed entusiasmanti territori in quanto può essere adattata per una serie di diversi obiettivi diagnostici, " ha detto il dottor Ozcan. "In effetti, abbiamo già trovato un'opportunità promettente per la diagnosi della malattia di Lyme con il nostro sensore multiplex su carta".

I ricercatori hanno testato le prestazioni del nuovo sensore cartaceo su campioni di siero di sangue umano che hanno confermato di essere Lyme-positivi, dimostrando la rilevazione simultanea di tre comuni anticorpi specifici di Lyme, promettendo come un futuro strumento diagnostico che potrebbe sostituire le costose attrezzature e i tecnici qualificati attualmente necessari per eseguire i tradizionali test di laboratorio. Con la malattia di Lyme che diventa più diffusa negli Stati Uniti, la recente invenzione di Ozcan e dei suoi colleghi è un passo importante per affrontare questa crescente minaccia per la salute pubblica.