นักเคมีของ MIT พัฒนาการทดสอบการไหลด้านข้างทางอิเล็กทรอนิกส์แบบไร้สายสำหรับการตรวจจับทางชีวภาพ

การทดสอบการไหลด้านข้าง (LFA) เป็นที่แพร่หลายในหมู่ประชาชนทั่วไป เป็นรูปแบบการทดสอบการตั้งครรภ์ที่บ้านแบบมาตรฐานและการทดสอบโควิด-19 ซึ่งแสดงผลเป็นบวกด้วยเส้นสี และผลลัพธ์เป็นลบโดยไม่มีเส้นสี ในการทำซ้ำในปัจจุบัน การทดสอบเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นคุณภาพและเป็นไบนารีในผลลัพธ์

24 สิงหาคม 2565 MIT

ความพยายามหลายครั้งในการสร้าง LFA เชิงปริมาณทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนเนื่องจากพื้นฐานทางแสงของการทดสอบเชิงปริมาณ — แสงเร่ร่อนและภาพจางที่กระจัดกระจาย เนื่องจาก Covid ได้ส่ง LFA เข้าสู่ชีวิตประจำวันของหลายๆ คน ผลกระทบของการทดสอบเหล่านี้จะยิ่งมากขึ้นหากทำการทดสอบในเชิงปริมาณสำหรับการติดตามตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการลุกลามของโรค การรักษาพยาบาล และการตรวจสุขภาพขั้นพื้นฐาน

ใน บทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 17 สิงหาคมในJournal of the American Chemical Societyสมาชิกของห้องปฏิบัติการของ Professor Tim Swagerนำโดย postdoc Jie Li และ Weize Yuanนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเปิดเผยการออกแบบสำหรับ LFA รุ่นใหม่ที่ใช้การนำไฟฟ้า (หรือ ความต้านทาน) การเปลี่ยนแปลงในพอลิเมอร์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างการตอบสนอง

ความต้านทานไฟฟ้า (หรือสื่อกระแสไฟฟ้า) เป็นสากลในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สามารถวัดค่าได้อย่างง่ายดายด้วยความแม่นยำสูง และการวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่า LFA แบบอิเล็กทรอนิกส์ของกลุ่มมีความสามารถเชิงปริมาณที่แท้จริงและความไวสูงเป็นพิเศษ แนวทางของทีม MIT จะสร้างสัญญาณพื้นฐานซึ่งความต้านทานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ 700,000 เปอร์เซ็นต์ และด้วยสัญญาณที่แรงเหล่านี้ สามารถตรวจจับปริมาณการติดตามของไบโอมาร์คเกอร์เป้าหมายได้ LFA แบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้ทริกเกอร์ทางชีวภาพโดยใช้เอนไซม์กลูโคสออกซิเดสที่รู้จักกันดี แสดงให้เห็นว่าสามารถตรวจสอบกลูโคสได้ แต่ LFA นี้เป็นมากกว่าเครื่องวัดน้ำตาลกลูโคส

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้สามารถประยุกต์ใช้เพื่อตรวจหาโปรตีนเป้าหมายในเชิงปริมาณโดยใช้แอนติบอดีที่ออกแบบมาเพื่อจับกับโปรตีนเหล่านี้ ในการสาธิตเบื้องต้นของคุณลักษณะนี้ นักวิจัยพบว่าพวกเขาสามารถตรวจหา biomarker การอักเสบในเชิงปริมาณ C-Reactive Protein ได้ที่ระดับทางสรีรวิทยา ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพนี้มีระดับที่สูงขึ้นเมื่อผู้ป่วยมีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อโรคหรือการรักษาพยาบาล สิ่งนี้สามารถขยายออกไปได้อย่างง่ายดายด้วยไบโอมาร์คเกอร์อื่นๆ และมีแผนที่จะใช้เพื่อตรวจหาสารพิษในสิ่งแวดล้อม (โลหะและสารเคมี) ในน้ำ

เมื่อ LFA อิเล็กทรอนิกส์นี้รวมเข้ากับวงจรความถี่วิทยุเรโซแนนซ์ ผู้ใช้สามารถจ่ายไฟและอ่านอุปกรณ์ด้วยสมาร์ทโฟนทั่วไป ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ LFA-RFID แบบพาสซีฟจึงสามารถใช้งานได้ที่บ้านโดยไม่ต้องใช้เครื่องอ่านเฉพาะทาง ด้วยเหตุนี้ LFA แบบอิเล็กทรอนิกส์จึงมีศักยภาพมหาศาลในการวินิจฉัยการดูแลสุขภาพที่บ้านและการติดตามดูแลสิ่งแวดล้อม