Ark av vikt papper, tryckt med vax, kan vara nyckeln till att utveckla mycket lågkostnadsdiagnostik för att förbättra djurens hälsa i låg- till medelinkomstländer.

I en artikel publicerad i tidskriften ACS-sensorer , biomedicinska ingenjörer, veterinärforskare och bakteriologer från Storbritannien och Indien beskriver hur engångsdiagnosteknik som använder pappersvikning, liknande origami, att bearbeta komplexa biokemiska tester har hjälpt bönder i Indien att identifiera tre separata reproduktionsinfektioner hos nötkreatur.

Den nya tekniken ger en ny metod för att identifiera Brucella, Leptospira och bovint herpesvirus-1 infektioner, som är särskilt vanliga i Indien, tillsammans med många andra länder i Asien, Afrika och Sydamerika. Alla tre infektioner kan påverka boskapens reproduktionsorgan, minska fertiliteten och resultera i förlust av mjölkproduktion, med en betydande inverkan på jordbruksproduktionen.

Dock, reproduktiva infektioner är svåra för jordbrukare att diagnostisera genom enkel observation under de tidiga stadierna, vilket innebär att infektionen kan spridas snabbt under häckningssäsongen. När infekterade nötkreatur har identifierats, de måste förstöras, leder till störningar i mjölkförsörjningen och medför betydande kostnader för jordbrukarna.

Även om det för närvarande finns molekylära diagnostiska tester tillgängliga för dessa infektioner, de är tidskrävande, dyra och kräver skickliga tekniker för att administrera dem, vilket innebär att testerna inte kan genomföras i områden långt från specialiserade anläggningar.

Den nya diagnostiska tekniken, utvecklad av forskare från University of Glasgow använder en kommersiellt tillgänglig skrivare, som belägger papperet i mönster gjorda av vattenbeständigt vax. När papperet är vikt – som i origami – leds provvätskan in i kanaler i mönstret.

Den vikta pappersanordningen gör att patogenernas DNA kan detekteras, vilket ger möjlighet att diagnostisera infektioner. Tekniken testades under två studieresor till Izzatnagar i Indien, där sjukdomarna har en särskilt hög prevalens.

Dr Zhugen Yang, biomedicinsk ingenjörsforskare vid University of Glasgow, är tidningens huvudförfattare och åtog sig resorna till Indien. Dr Yang sa:"Dessa vikta bitar av vaxtryckt papper, som kan göras med en standardskrivare, kan se enkelt ut, men de unika egenskaperna hos vikt papper ger oss en mycket reproducerbar metod för att fånga prover och förbereda dem för testning.

"Testerna vi genomförde på gårdar och visade utmärkta resultat som var lika bra som liknande tester för reproduktionssjukdomar utförda i laboratorieförhållanden. Det är ett mycket uppmuntrande resultat som visar framtida lovande för veterinärmedicin."

Professor Jonathan Cooper, University of Glasgows Wolfson Chair of Bioengineering, tillade:"Att snabbt och överkomligt kunna identifiera de vanligaste reproduktionssjukdomarna hos nötkreatur kan hjälpa till att stödja jordbruket i låg- till medelinkomstländer. Det kan vara till särskilt fördel i Indien, som nu är världens största mejeriproducent, bidrar med cirka 125 miljarder liter varje år. Vi är mycket nöjda med dessa resultat, och gärna gå vidare med att göra denna teknik tillgänglig för veterinärer och bönder i Asien, Afrika och Sydamerika."

Pappret, med titeln "Snabb veterinär diagnos av bovina reproduktiva infektionssjukdomar från sperma med hjälp av papper-origami DNA-mikrofluidics, " publiceras i tidskriften ACS-sensorer .