L’équipe de l’Université Fudan a développé un nouvel équipement, la détection d’acide nucléique ne prend que 5 minutes

Maintenant que la nouvelle épidémie de pneumonie de la couronne n'est pas terminée, pour voyager normalement, les tests d'acide nucléique sont devenus monnaie courante. À l'heure actuelle, la détection des acides nucléiques du nouveau coronavirus utilise principalement des écouvillons nasopharyngés, en utilisant la PCR quantitative par fluorescence, c'est-à-dire la technologie de réaction en chaîne par polymérase (PCR), et le temps de détection est généralement de 2 à 24 heures.

La demande croissante de voyages et l'épidémie en cours, qui n'est pas une courte durée de test, ont mis beaucoup de pression sur le test d'acide nucléique du nouveau coronavirus. Par conséquent, dans le cas d'assurer l'exactitude des résultats, il est nécessaire de rendre la détection plus rapide.

Récemment, l'équipe de recherche de l'Université Fudan Liu Yunqi, Wei Dacheng et d'autres ont publié un résultat de recherche dans la revue "Nature Biomedical Engineering" (un sous-numéro du magazine "Nature", Nature Biomedical Engineering). Le nouvel équipement et la nouvelle méthode de détection de couronne développés peuvent obtenir des résultats de détection d'acide nucléique en 5 minutes avec une plus grande précision.

Dans la méthode de détection actuelle par réaction en chaîne par polymérase (PCR), l'acide nucléique (ARN) du nouveau coronavirus doit être transcrit en ADN. Par conséquent, dans la détection d'acide nucléique, si la concentration du virus est trop faible, cela affectera la précision des résultats de détection.

L'article publié par l'équipe de recherche de l'Université de Fudan mentionne que les systèmes micro-électromécaniques (MEMS) sont hautement intégrés, petits, bon marché et efficaces, et ont une faisabilité commerciale. Mais les biocapteurs à base de MEMS, NEMS et FET ont du mal à maintenir la sensibilité dans certains cas.

Par conséquent, une équipe de recherche de l'Université de Fudan a développé une puce de détection de transistor basée sur MolEMS (Molecular Electromechanical Systems). Le MolEMS (Molecular Electromechanical System) qu'ils ont proposé est un micro-dispositif auto-assemblé par des molécules d'ADN et piloté par un champ électrique externe, et capable de réguler avec précision le processus de reconnaissance moléculaire et de conversion du signal.

En pratique, la plupart des biocapteurs ne peuvent pas atteindre une sensibilité ultra-élevée dans les fluides biologiques. La structure unique de MolEMS permet une biodétection ultra-précise, permettant une bioreconnaissance et une transduction de signal efficaces, résultant en une sensibilité ultra-élevée.

Les résultats mentionnent également que l'ARN du SRAS-CoV-2 (nouveau coronavirus) est d'environ 30 000 nucléotides et que la mesure d'échantillons cliniques aurait une complexité biologique plus élevée, une variabilité patient à patient et des procédures de collecte et de préparation d'échantillons. Il existe également une incertitude.

La détection MolEMS d'échantillons d'acide nucléique ne nécessite pas de processus d'extraction et d'amplification d'acide nucléique complexes et chronophages, et peut détecter directement l'ARN du SRAS-CoV-2 dans des échantillons d'écouvillonnage nasopharyngé. Le temps nécessaire pour diagnostiquer le COVID-19 est d'environ 0,1 à 4 minutes, avec une moyenne de 60 secondes.

Les chercheurs ont assemblé un système de test COVID-19 utilisant des g-FET MolEMS pour les tests sur site et au point de service. Le système de test se compose du module de test intégré MolEMS g-FET et du système principal. Pour éviter les interférences croisées entre différents échantillons, un module est utilisé pour tester un échantillon.

Le système principal peut être réutilisé pour plusieurs tests simplement en remplaçant le module de test MolEMS. Le fonctionnement du système est divisé en trois étapes : La première étape consiste à connecter le module de test au système principal, et à connecter l'ordinateur ou le smartphone au système de test via USB, Wifi ou Bluetooth. La deuxième étape consiste à ouvrir le sceau recouvrant le puits PDMS du module de test. La troisième étape consiste à ajouter l'échantillon de test au puits PDMS et à lire les résultats à partir d'un ordinateur ou d'un smartphone.

En termes de résultats de recherche, MolEMS réduit le coût, le volume et le poids, et permet des opérations au niveau moléculaire par rapport aux MEMS et NEMS. De plus, l'opération est simple, la sensibilité et la spécificité sont élevées et il est portable. La probabilité de faux négatifs et de faux positifs est extrêmement faible et plus rapide que les tests PCR.

Le développement ultérieur du système portable permet des tests sur site et au point de service dans les aéroports, les cliniques et les services d'urgence locaux, et même à domicile. Il contribue à améliorer l'efficacité de la détection des acides nucléiques et à ralentir la propagation du virus.

Notamment, MolEMS a également été développé pour permettre un diagnostic ultra-précis d'autres maladies en quelques minutes, sans avoir besoin de purification, d'expansion ou de culture de cible qui prend généralement des heures ou des jours. En plus de la biodétection, les principes de conception de MolEMS peuvent être utilisés pour concevoir d'autres dispositifs électromécaniques et systèmes fonctionnels avec une plus grande précision.

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