I ricercatori del Donnelly Center in collaborazione con il Sunnybrook Health Sciences Centre, Sanità pubblica dell'Ontario, e il Mt. Sinai Hospital hanno progettato un test diagnostico che utilizza una fotocamera per smartphone per monitorare e monitorare i pazienti COVID-19.

Questa scoperta potrebbe migliorare significativamente i tempi di consegna e l'efficienza per la diagnosi delle malattie infettive, sia per COVID-19 che oltre. La ricerca è pubblicata nell'ultimo numero di Nano lettere .

"L'obiettivo dello studio è rendere i test anticorpali COVID-19 più accessibili". disse Johnny Zhang, un dottorato di ricerca candidato presso Istituto di Ingegneria Biomedica e Dipartimento di Chimica, e uno dei co-primi autori di questa pubblicazione. "Il risultato finale è che i pazienti possono fare un'autodiagnosi per COVID-19 con il loro telefono, e che i dati possono essere immediatamente accessibili digitalmente dai professionisti medici."

In un flusso di lavoro di test diagnostici per malattie infettive tradizionale, il campione clinico è ottenuto dal paziente, inviato a un laboratorio per test diagnostici, e il risultato viene distribuito al personale clinico per il processo decisionale. Questi processi sono spesso separati durante il funzionamento e hanno un lungo tempo di risposta.

I ricercatori hanno progettato microsfere con codice a barre a punti quantici e un'etichetta secondaria per cercare anticorpi contro l'antigene COVID-19 nel sangue del paziente. Trovare gli anticorpi porta a un cambiamento nel colore di emissione delle microsfere.

Le perline vengono quindi caricate nel dispositivo, 'attivato' con un laser, e il segnale viene ripreso utilizzando la fotocamera di uno smartphone. Un'app è progettata per elaborare l'immagine per identificare il cambiamento di emissione del tallone. Infine, i dati vengono interpretati e trasmessi a distanza in tutto il mondo per la raccolta dei dati e il processo decisionale.

"La bellezza del sistema è che tutto è integrato in un'unica unità portatile." disse Zhang.

Questa tecnologia, con cui il rilevamento di microsfere a punti quantici può misurare minuscole quantità di biomarcatori chiave nel sangue, è stato sviluppato negli ultimi 10 anni.

"Questa volta volevamo davvero migliorare le prestazioni e l'utilità della tecnologia, " ha affermato Ayden Malekjahani (candidato al dottorato di ricerca BME), l'altro co-primo autore di questo studio.

"Essere in grado di rilevare tracce di target nei pazienti non è sufficiente. Volevamo aggiungere più funzioni al dispositivo. Abbiamo progettato il dispositivo per rilevare contemporaneamente più anticorpi da diversi tipi di campioni, quindi ogni esecuzione di test è ricca di informazioni. I risultati vengono quindi caricati su una dashboard online in cui i professionisti medici e il pubblico possono vedere le tendenze in tempo reale".

I ricercatori hanno testato questo dispositivo con quarantanove campioni di sangue di pazienti in cui erano presenti vari gradi di infezione da COVID-19, e sono stati in grado di raggiungere l'84-88% di sensibilità. Sebbene questo risultato non sia alto come i test tradizionali, è ancora circa tre volte superiore ai test a flusso laterale, che sono attualmente i test anticorpali portatili più comunemente disponibili.

Questo risultato significa anche che il rilevamento dell'anticorpo COVID-19 può ora essere effettuato al di fuori delle strutture centralizzate senza un grande calo di precisione.

Questa ricerca è stata una collaborazione con la Public Health Ontario, Sunnybrook Hospital e Mount Sinai Hospital, dove sono stati forniti campioni clinici ai ricercatori per testare e valutare questo nuovo sistema.

"Questo dispositivo può essere un punto di svolta nel modo in cui monitoriamo la diffusione delle malattie infettive e la risposta del paziente ai vaccini". disse Warren Chan, Direttore dell'Institute of Biomedical Engineering e investigatore del Donnelly Center che ha guidato la ricerca.