Forskare vid Donnelly Center i samarbete med Sunnybrook Health Sciences Centre, Folkhälsa Ontario, och Mt. Sinai Hospital har konstruerat ett diagnostiskt test som använder en smartphonekamera för att övervaka och spåra COVID-19-patienter.

Detta fynd kan avsevärt förbättra handläggningstiden och effektiviteten för diagnostik av infektionssjukdomar, både för covid-19 och därefter. Forskningen publiceras i senaste numret av Nanobokstäver .

"Målet med studien är att göra covid-19-antikroppstester mer tillgängliga." sa Johnny Zhang, en Ph.D. kandidat vid Institutet för biomedicinsk teknik och Institutionen för kemi, och en av de första författarna till denna publikation. "Slutresultatet är att patienterna kan ta en självdiagnos för COVID-19 med sin telefon, och att data omedelbart kan nås digitalt av medicinsk personal."

I ett traditionellt arbetsflöde för diagnostisk testning av infektionssjukdomar, det kliniska provet erhålls från patienten, skickas till ett laboratorium för diagnostisk testning, och resultatet distribueras till klinisk personal för beslutsfattande. Dessa processer är ofta fristående i drift och har lång omloppstid.

Forskarna konstruerade kvantprickstreckkodade mikropärlor och en sekundär etikett för att söka efter antikroppar mot COVID-19-antigen i patientens blod. Att hitta antikropparna leder till en förändring i mikropärles emissionsfärg.

Pärlorna laddas sedan in i enheten, "aktiverad" med laser, och signalen avbildas med en smartphonekamera. En app är utformad för att bearbeta bilden för att identifiera pärlans emissionsförändring. Slutligen, data tolkas och överförs på distans över hela världen för datainsamling och beslutsfattande.

"Det fina med systemet är att allt är integrerat i en bärbar enhet." sa Zhang.

Denna teknik, genom vilken quantum dot microbead-detektion kan mäta små mängder av viktiga biomarkörer i blod, har varit under utveckling de senaste 10 åren.

"Vi ville verkligen förbättra prestanda och användbarhet av tekniken den här gången, " sa Ayden Malekjahani (BME Ph.D.-kandidat), den andra medförstaförfattaren till denna studie.

"Att kunna upptäcka spår av mål hos patienter är inte tillräckligt. Vi ville lägga till fler funktioner till enheten. Vi designade enheten för att samtidigt upptäcka flera antikroppar från olika provtyper, så varje testkörning är fullspäckad med information. Resultaten laddas sedan upp till en onlineinstrumentpanel där läkare och allmänheten kan se trender i realtid."

Forskarna testade den här enheten med fyrtionio patientblodprover där olika grader av covid-19-infektion förekom, och kunde uppnå 84-88% känslighet. Även om detta resultat inte är lika högt som traditionella tester är det fortfarande ungefär tre gånger högre än sidoflödesanalyser, som för närvarande är de vanligaste bärbara antikroppstesten.

Detta resultat innebär också att detektering av covid-19-antikroppar nu kan göras utanför de centraliserade anläggningarna utan en stor nedgång i noggrannhet.

Denna forskning var ett samarbete med Public Health Ontario, Sunnybrook Hospital och Mount Sinai Hospital, där kliniska prover gavs till forskarna för att testa och utvärdera detta nya system.

"Den här enheten kan vara en spelomvandlare i hur vi övervakar spridningen av infektionssjukdomar och en patients svar på vaccin." sa Warren Chan, Direktör vid Institute of Biomedical Engineering och Donnelly Center-utredare som ledde forskningen.