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- Posted By: Capuano Edoardo
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Sviluppato un nuovo metodo innovativo per identificare i biomarcatori nelle acque reflue utilizzando sensori di carta origami, consentendo il tracciamento delle malattie infettive tramite la fotocamera di un telefono cellulare
Il nuovo dispositivo di prova, descritto in un articolo pubblicato su Cell Reports Physical Science (1), è economico e veloce e potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui vengono dirette le misure di salute pubblica in eventuali pandemie future.
L'analisi delle acque reflue è uno dei modi principali per valutare la prevalenza di malattie infettive nelle popolazioni. I ricercatori prelevano campioni da vari impianti di trattamento delle acque in tutto il paese e utilizzano i risultati per capire quali aree hanno attualmente i tassi di infezione più elevati. Il metodo è stato utilizzato nella pandemia per tracciare i tassi di infezione della comunità e indirizzare le misure di sanità pubblica.
Il dottor Zhugen Yang (2), professore di biosensing e salute ambientale alla Cranfield University, ha guidato lo sviluppo dei sensori sentinella. Si basa sulla ricerca da lui condotta nel 2020 per sviluppare un test per rilevare SARS-CoV-2 (comunemente noto come COVID-19), Influenza A e Influenza B nelle acque reflue utilizzando una piattaforma cartacea e una torcia UV o una fotocamera per cellulare.
Finora, i metodi più accurati per testare i campioni di acque reflue sono stati metodi come il test della reazione a catena della polimerasi (PCR), che deve essere condotto in laboratori centralizzati da personale ben addestrato. Ciò significa che i campioni vengono raccolti, conservati e trasportati in una catena del freddo fino alla sede del laboratorio prima di essere elaborati, il che può richiedere diversi giorni ed è relativamente costoso.
Il test basato sulla carta piegata “Origami” viene letto dal telefono cellulare
Il nuovo metodo di prova è rapido, intuitivo e portatile. I campioni di acque reflue vengono posizionati su un foglio di carta stampato a cera che viene piegato in stile “Origami”. La carta contiene sostanze chimiche che reagiscono a determinati marcatori di malattie, innescando l'emersione di un colore fluorescente. Utilizzando la fotocamera di un telefono cellulare, i risultati possono essere letti e i dati raccolti rapidamente.
Il professor Yang ha sviluppato il nuovo metodo come parte del programma nazionale di sorveglianza delle acque reflue COVID-19. Nel 2021, al culmine della pandemia, ha eseguito test sul campo utilizzando il test in quattro hotel di quarantena nei pressi dell'aeroporto di Heathrow. L'intero processo dal campione alla risposta ha richiesto meno di 90 minuti rispetto alle circa quattro ore di un test PCR, con i test condotti nel seminterrato di uno degli hotel utilizzando attrezzature minime. I risultati hanno mostrato che questo nuovo dispositivo fornisce risultati almeno altrettanto accurati del test PCR ma a un costo molto inferiore e può fornire un avviso precoce di malattia nella comunità. Il dispositivo è particolarmente utile per le aree con risorse limitate grazie alla sua facilità d'uso, al basso costo e ai risultati rapidi.
Il professor Yang ha commentato: «Durante la pandemia abbiamo dimostrato che un'analisi rapida delle acque reflue della comunità è un modo davvero efficace per tracciare le malattie infettive e aiutare a gestire la salute pubblica. Il semplice test che abbiamo sviluppato costa solo £ 1 e utilizza la funzione della fotocamera comunemente disponibile in un telefono cellulare, rendendolo facilmente accessibile. Questo potrebbe essere un vero punto di svolta quando si tratta di prevedere i tassi di malattia e migliorare la salute pubblica di fronte a future pandemie».
Il dispositivo è stato esposto al London Science Museum (3) in riconoscimento del suo contributo al National Wastewater Surveillance Programme durante l'ultima pandemia.
Un ulteriore sviluppo del test è sponsorizzato dal Leverhulme Trust Research Leadership Scheme e da una sovvenzione del Biotechnology and Biological Sciences Research Council. In futuro, potrebbe essere potenzialmente utilizzato per tracciare nuove varianti e aiutare a stabilire se la variante si sta ancora diffondendo nella comunità, oltre a monitorare la resistenza antimicrobica da una prospettiva sanitaria.
Cranfield è un'università specialistica post-laurea che è leader mondiale per l'istruzione e la ricerca trasformazionale in tecnologia e gestione. I risultati più recenti del Research Excellence Framework dimostrano l'eccellenza della Cranfield University con l'88% della ricerca classificata come leader mondiale o eccellente a livello internazionale.
Riferimenti:
(2) Zhugen Yang
(3) Paper sensors to detect COVID-19 in wastewater
Descrizione foto: Sensore di carta origami utilizzato per il rilevamento delle malattie. - Credit: Science Museum Group Copyright: Board of Trustees of the Science Museum.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Origami paper sensors could help early detection of infectious diseases in new simple low cost test