Kloakaĵ-testaj robotoj prilaboras kloakaĵon pli rapide por antaŭdiri COVID-19-ekapojn pli frue
Kloakaĵ-testaj robotoj prilaboras kloakaĵon pli rapide por antaŭdiri COVID-19-ekapojn pli frue
Anonim
La emblemo de Konversacio

Smruthi Karthikeyan, Universitato de Kalifornio en San-Diego kaj Rob Knight, Universitato de Kalifornio en San-Diego

La Esplora Konsumo estas mallonga pri interesa akademia laboro.

La granda ideo

Uzante kloakaĵan roboton, nia laboratorio povis detekti koronaviruson en kloakaĵo 30 fojojn pli rapide ol neaŭtomatigitaj grandskalaj sistemoj. Ĉi tiu antaŭeniĝo, publikigita en la mikrobiologia ĵurnalo mSystems, disponigas eĉ pli da plumbotempo al komunumoj monitorantaj sian kloakaĵon por frua averto pri lokaj kazoj de COVID-19.

Kiam aperis klinikaj studoj montrante, ke homoj, kiuj rezultas pozitivaj pri SARS-CoV-2, forĵetas la viruson en sian tabureton, la kloako ŝajnis kiel evidenta loko por serĉi ĝin. Gvatado de rubakvo povas esti uzata sur la komunuma nivelo por vidi eblajn ekapajn aretojn antaŭ klinika diagnozo, precipe en lokoj kie COVID-19-tropezaj indicoj multe superas testajn indicojn.

La problemo estas, ke la viruso estas forte diluita en la rubfluo pro kiom da banĉambroj de homoj drenas en ĝi, sen mencii ĉiujn aliajn rubaĵojn, kiujn ili fluigas. Gvatado dependas de koncentri la viruspartiklojn de la kloakaĵo por detekti tiujn malaltajn nivelojn. Ĉi tiu viruskoncentriĝo-paŝo estas tipe la plej grava proplemkolo en kloakanalizoj ĉar ĝi estas peniga kaj tempopostula. Nia robotsistemo prenas malsaman, pli rapidan aliron.

aerfoto de Point Loma Wastewater Treatment Plant
Gantaj esploristoj malfermas aŭtomatan samplilon por forigi botelon da likvaĵo
Esploristoj kolektas litron da kloakaĵo kolektita dum la tago de kloaklinio ligita al UC San Diego-konstruaĵo. C.H. Sheikhzadeh, CC BY-ND

Kiel ni faras ĉi tiun laboron

Ni kolektas kloakaĵon de aŭtospeciloj ĉe la ĉefa kloakaĵpurigejo de San-Diego, same kiel de tiuj, kiujn ni disfaldis ĉe pli ol 100 kloaktruoj en la kampuso de la Universitato de Kalifornio, San-Diego, kiuj kolektas kloakprovaĵojn ĉiujn 30 minutojn tra la tago.

Tiam, reen en la laboratorion, anstataŭ fidi je pluraj filtrilaj paŝoj, ni uzas etajn magnetajn bidojn por riĉigi la virusajn partiklojn. Ni aĉetas ĉi tiujn nanomagnetajn bidojn, kiuj estas dezajnitaj por ligi al diversaj spiraj virusoj. La kloak-traktanta roboto estas ekipita per specialeca magneta kapo kiu kaptas la magnetajn bidojn, kun virusoj alkroĉitaj. Ĝi prefere elkaptas viruspartiklojn, postlasante la reston de la rubaĵo en la kloakaĵoprovaĵo.

Uzante roboton por aŭtomatigi la kloakan koncentriĝon procezon lasas nin koncentri 24 specimenojn en 40 minutoj por ĉiu roboto. Tiam la sama roboto povas ĉerpi la virusan RNA, prilaborante 96 specimenojn en 36 minutoj. Fine, ni uzas polimerazan ĉenreakcion por serĉi la signajn genojn de SARS-CoV-2, tre kiel klinika diagnoza testo, kiun laboratorio rulus sur la naza swab de paciento.

Ĝenerale, nia sistemo povas prilabori 96 specimenojn en 4.5 horoj, draste reduktante la tempon de specimeno al rezulto.

Kio sekvas

Ĝis nun, nia estas la sola studo pri kloakaĵo pri koronavirus, pri kiu ni konscias, kiu uzas aŭtomatan procezon.

Ni uzas ĉi tiun teknikon kiel parto de nia grandskala kloakva gvatado en la kampuso kaj provas pli ol 100 lokojn ĉiutage. San-Diego lernejaj distriktoj ankaŭ uzas ĝin kiel frua-atenta sistemo.

Ni nun uzas la virusan genaron sekvencan parton de nia sistemo por spuri la aperon de novaj SARS-CoV-2-variaĵoj.

[Pli ol 100,000 legantoj fidas je la bulteno de The Conversation por kompreni la mondon. Aliĝu hodiaŭ.]

La Konversacio

Smruthi Karthikeyan, Postdoktoriĝa Esplorkunlaboranto en Pediatrio, Universitato de Kalifornio San-Diego kaj Rob Knight, Profesoro pri Pediatrio kaj Komputado kaj Inĝenieristiko, Universitato de Kalifornio en San-Diego

Populara laŭ temo