Mesin Nespresso, yang menyeduh espresso dan kopi dari kapsul kopi, dapat digunakan untuk tes covid. Manu Padilla / Shutterstock 

Transisi ke pekerjaan rumahan memiliki tantangan tersendiri bagi kita semua, tetapi ketika pekerjaan Anda melibatkan penelitian aplikasi biologis untuk nanoteknologi, uji coba tersebut sedikit lebih rumit daripada menyulap penggunaan broadband rumah tangga. Karena dilarang dari labnya, Anda mungkin mengharapkan penelitian oleh ahli kimia organik Vittorio Saggiomo, dari grup Bionanotechnology di Universitas & Penelitian Wageningen di Belanda, untuk terhenti total.

Tapi Saggiomo adalah tipe yang kreatif dan imajinatif, jadi dia mulai bertanya-tanya apakah dia bisa mengubah peralatan rumah tangga biasa menjadi berguna dalam perang melawan COVID-19. Lebih khusus lagi, dapatkah dia membuat tes virus di rumah yang murah dan sangat sensitif? Ternyata dia bisa. Timnya sekarang telah memposting ide tersebut di a server pracetak, ChemArxiv. Makalah ini belum ditinjau oleh ilmuwan lain.

Saat ini ada dua jenis utama uji COVID-19: Tes PCR dan Tes Aliran Lateral (LFT). Tes PCR standar emas memeriksa keberadaan virus dengan mendeteksi materi genetiknya yang dikenal sebagai RNA. Tetapi ada sejumlah kecil materi virus di swab, sehingga bahan tersebut harus diubah menjadi DNA dan diperkuat sebelum dapat dideteksi. Dan ini dicapai dengan "reaksi berantai polimerase”, Itulah kependekan dari PCR.

Proses ini melibatkan siklus berulang melalui kisaran suhu antara 50 ° C dan 90 ° C. Selama setiap siklus, jumlah DNA berlipat ganda, jadi setelah 30 siklus, lebih dari satu miliar salinan materi virus dapat dibuat hanya dari satu untai materi awal. Bahan yang diperkuat kemudian dideteksi dengan label fluoresen yang menempel pada urutan DNA virus.

Karena itu, PCR adalah teknik yang sangat sensitif, tetapi membutuhkan bahan dan peralatan khusus untuk melakukannya. Inilah sebabnya mengapa tes dikirim ke lab, dan perlu satu atau dua hari untuk mendapatkan hasilnya.

Tes umum kedua adalah uji aliran lateral (LFT). Ini bekerja dengan mendeteksi fragmen cangkang protein virus. Tertanam di dalam strip LFT adalah antibodi yang mengikat virus. Antibodi ini diberi label partikel emas kecil, yang tampak merah, memungkinkan Anda untuk melihatnya di perangkat uji. Antibodi berlabel terakumulasi pada pita yang berbeda di LFT tergantung pada apakah virus ada atau tidak.

LFT cepat, murah dan mudah digunakan, membuatnya ideal untuk pengujian komunitas dan rumah. Tapi mereka sama sekali tidak sensitif sebagai tes PCR - mereka hanya akan mengidentifikasi orang dengan viral load tinggi. Ini berarti banyak orang yang terinfeksi akan mendapatkan hasil negatif palsu dari tes tersebut.

Tes CoroNaspresso

Idealnya, kita membutuhkan tes rumahan yang mudah digunakan seperti LFT tetapi sama sensitifnya dengan tes PCR. Kandidat yang sangat baik adalah metode yang disebut amplifikasi isotermal bermediasi loop (Lampu). Ini bekerja dengan prinsip yang sangat mirip dengan PCR, menghasilkan banyak salinan materi genetik awal - yang dapat Anda peroleh dari swab - tetapi memiliki beberapa keunggulan utama.

Misalnya, ini dapat dikombinasikan dengan "pembacaan warna" yang praktis. Ketika reaksi Lamp terjadi, hal itu menyebabkan peningkatan keasaman sampel. Artinya, Anda dapat menambahkan zat yang berubah warna sesuai dengan nilai pH dalam campuran reaksi, memberikan indikasi visual hasil positif atau negatif. Keuntungan lain adalah bahwa reaksi Lampu dilakukan pada suhu tetap (sekitar 65 ° C) daripada membutuhkan siklus konstan melalui kisaran suhu.

Meski demikian, Lampu tetap membutuhkan pengatur suhu yang baik. Sistem kontrol suhu - baik itu di mesin PCR, instrumen Lampu atau oven rumah tangga - biasanya dicapai dengan termostat elektronik. Namun, membuat dan mengirim perangkat elektronik baru yang dirancang khusus untuk pengujian Lampu rumah tidak praktis (terutama di tengah pandemi). Jadi Saggiomo mencoba mencari jalan keluarnya. Dia menemukan zat yang disebut bahan pengubah fase yang menyerap energi (panas) saat meleleh sehingga menjaga suhu tetap konstan.

Setelah menemukan lilin yang terbuat dari bahan yang meleleh tepat pada suhu yang dibutuhkan, Saggiomo mulai membangun perangkat untuk menampung tabung reaksi Lampu dan bongkahan lilin. Ini kemudian perlu dimasukkan ke dalam beberapa bahan lain yang bisa dipanaskan. Perumahan yang sempurna ternyata menatap wajahnya saat membuat kopi paginya: kapsul mesin kopi Nespresso.

Langkah terakhir adalah menemukan cara yang tepat untuk memanaskan kapsul. Setelah mencoba mesin pencuci piring (berhasil tetapi sampel terus hilang), oven microwave (gagal, karena tabung terlalu panas dan tutupnya lepas) dan cangkir penuh air panas (tidak cukup mengontrol suhu), Saggiomo menetap di wajan sederhana air mendidih di atas kompor. Perangkat "CoroNaspresso" yang dihasilkan, ketika diuji oleh anggota tim lainnya, dengan penyeka dari enam orang, dengan benar mengidentifikasi tiga kasus COVID-19 (warna ini berbeda dengan tes negatif).

Tes covid di rumah. Tweet oleh @V_Saggiomo

Tes, termasuk kapsul, lilin pengubah fase dan vial untuk memasukkan materi genetik, akan mudah diproduksi dalam jutaan. Orang kemudian dapat mengusap materi genetik di rumah dan memanaskan kapsul untuk mendapatkan hasilnya. Perangkat ini juga murah (sekitar € 0.20), mudah dibuat, mudah digunakan, dan sebagian besar dapat didaur ulang. Mungkin kita akan segera melihat tes CoroNespresso di rumah kita, jangan sampai mereka bingung dengan pod kopi biasa Anda.

tentang Penulis

Tandai Lorch, Profesor Ilmu Komunikasi dan Kimia, University of Hull

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

books_science