Feltaláltak egy kávékapszulás házi koronavírustesztet, ami gyors is, pontos is

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

A CoroNespresso nevet kapta az az egyszerű házi COVID-teszt, amit Vittorio Saggiomo nápolyi születésű kémikus, a hollandiai Wageningen Egyetem bio-nanotechnológiai csoportjának munkatársa dolgozott ki holland kollégáival. A találmány leírását preprint formában publikálták a ChemArxiv oldalán, a Conversationben pedig egy a munkában nem közreműködő kémikus, Mark Lorch, a Hull-i Egyetem munkatársa értékelte a kapszulás tesztet. Szerinte a kávékapszulába telepített tesztek olcsók és igen szenzitívek, ráadásul otthon is könnyen használhatók.

A jelenleg forgalomban lévő koronavírus-teszteknek két fő típusa van. A PCR tesztek, amelyek a polimeráz láncreakció rövidítéséről kapták a nevüket, a világjárványt okozó SARS-CoV-2 örökítőanyagát mutatják ki. Ahhoz azonban, hogy azonosíthassák a tűnékenyen kis mennyiségben jelen lévő RNS-t a mintavevő pálcika kenetében, azt DNS-sé kell alakítani és fel kell szaporítani. Ehhez pedig többször fel kell hevíteni az anyagot különböző hőmérsékletekre az 50-90 Celsius-fok közötti tartományban: minden körben duplikálódik a DNS mennyisége, és harminc kör után már több mint egymilliárd másolata keletkezhet a vírus örökítőanyagának, amit utána a virális DNS-szekvenciákhoz csatlakozó fluoreszcens anyag mutat ki. A nagy szenzitivitású PCR-tesztek tehát különleges anyagokat, felszerelést és meglehetősen hosszú időt igényelnek az eredményhez.

A vírus elleni antitesteket kimutató tesztek gyorsabbak, olcsóbbak és könnyebben használhatók, de szenzitivitásban a PCR-tesztek közelében sincsenek, csak azoknál azonosítják a fertőzést, akiknek a szervezetében nagy mennyiségben fordul elő a koronavírus. Ez azt is jelenti, hogy sok fertőzött kap fals negatív eredményt az antitesttesztekből.

A tökéletes viasz és a színes jelzőrendszer

Saggiomo és csapata olyan teszt létrehozására törekedett, ami olyan könnyen használható, mint az antitestteszt, de olyan szenzitív, mint a körülményesebb PCR-teszt. Erre kiváló módszer lehet az úgynevezett körkörösen összekapcsolt izotermális amplifikáció (loop-mediated isothermal amplification, vagyis Lamp), ami hasonló elven működik, mint a PCR, azaz nagyszámú másolatot hoz létre a kenetben fellelhető kiinduló genetikai anyagból, de van néhány fontos előnye.

Az egyik, hogy kiválóan kombinálható egyfajta színes jelzőrendszerrel. Amikor a Lamp reakció beindul, növeli a minta savasságát, tehát ha olyan anyagot adnak hozzá, ami a pH-érték szerint változtatja a színét, a teszt vizuálisan is képes jelezni, hogy az alany fertőzött-e, vagy sem. 

További előny, hogy a Lamp reakció végbemeneteléhez nem kellenek különböző hőfokok, stabilan 65 Celsius-fokon működik. Ettől még persze fontos eleme marad a hőmérséklet-szabályozás, amit a legtöbb eszközben, legyen az PCR gép, Lamp-eszköz vagy házi sütő, általában elektromos termosztáttal biztosítanak. Ebben az esetben azonban nem volt sem cél, sem lehetőség külön elektromos eszközt terveztetni és gyártatni a teszthez, így Saggiomo igyekezett megtalálni a lehető legokosabb sufnimegoldást.

A fázisváltó anyagokkal próbálkozott, amelyek olvadás közben felveszik az energiát (a hőt), így állandó hőmérsékletet képesek fenntartani. Meg is találta azt a viaszt, amelyik éppen ezen a hőmérsékleten olvadt, majd keresni kezdte a megfelelő, kellő hőfokra melegíthető eszközt, amiben elhelyezheti a Lamp-reakciós kémcsöveket és a viaszdarabokat. 

A kapszulák és melegítésük

A megoldás gyakorlatilag a kutató lába előtt hevert, miközben a home office-ban ezen a problémán törte a fejét. A konyhapulton álló Nespresso kávégép kapszulái tökéletesen alkalmasnak bizonyultak rá, hogy befogadják az otthoni teszt alkatrészeit.

A következő lépés az volt, hogy megtalálják a melegítés alkalmas módját. A mosogatógépben a minták állandóan elenyésztek, a mikrohullámú sütőben túlhevültek a kémcsövek, és a kupakjuk lerepült, a forró vizes csészékkel pedig nem lehetett megfelelően szabályozni a hőmérsékletet. Végül Saggiomo a főzőlapon fazékban melegített vízben találta meg a megoldást.

Az így összeállt, CoroNespressónak nevezett eszközt a csapat tagjai egyelőre nem túl széles körben tesztelték. A teszt hat mintából helyesen választotta ki a három koronavírus-pozitívat, ezek ugyanis más színt adtak, mint a negatív eredmény.

A viasszal és üvegcsével ellátott kapszulás minitesztek költsége körülbelül 20 eurócent, és akár milliószámra lehetne őket könnyen gyártani úgy, hogy a felhasznált anyagok nagyrészt újrahasznosíthatók lehetnek. A mintavevő pálcikával maguknak levett kenetet a felhasználók otthon a kapszula saját kezűleg elvégzett melegítésével vizsgálhatják meg. Legfeljebb arra kell vigyázniuk, hogy nehogy összekeverjék az igazi kapszulás kávéval.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: