Chip de microfluidos del tamaño de una estampilla usa nanoperlas magnéticas programadas y teléfonos celulares de venta libre para diagnosticar la COVID-19

Un nuevo sistema de análisis utiliza nanoperlas magnéticas programables, un teléfono celular disponible en el mercado y una herramienta de diagnóstico enchufable para diagnosticar la COVID-19 en 55 minutos o menos.

Investigadores de la Universidad de Rice (Houston, TX, EUA), desarrollaron un chip de microfluidos del tamaño de una estampilla que mide la concentración de la proteína de la nucleocápside (N) del SARS-CoV-2 en el suero sanguíneo con un pinchazo estándar en el dedo. Las nanoperlas se unen a la proteína SARS-CoV-2 N, un biomarcador de la COVID-19, en el chip y lo transportan a un sensor electroquímico que detecta cantidades diminutas del biomarcador. Los investigadores argumentan que su proceso simplifica el manejo de muestras en comparación con las pruebas de PCR basadas en hisopos que se usan ampliamente para diagnosticar la COVID-19 y que deben ser analizadas en un laboratorio.


La nueva herramienta se basa en un esquema de detección un poco más complejo, pero ofrece resultados exactos y cuantitativos en poco tiempo. Para probar el dispositivo, el laboratorio se basó en muestras de suero donadas de personas que estaban sanas y otras que tenían resultados positivos de COVID-19. Según los investigadores, una incubación más prolongada produce resultados más exactos cuando se usa suero total. El laboratorio descubrió que 55 minutos era una cantidad óptima de tiempo para que el microchip detectara la proteína SARS-CoV-2 N en concentraciones tan bajas como 50 picogramos (mil millonésimas de gramo) por mililitro en suero total. El microchip podría detectar la proteína N en concentraciones aún más bajas, a 10 picogramos por mililitro, en solo 25 minutos diluyendo el suero cinco veces. Junto con un teléfono Google Pixel 2 y un potenciostato enchufable, pudo brindar un diagnóstico positivo con una concentración tan baja como 230 picogramos para el suero total.

Se usa un tubo capilar para colocar la muestra en el chip, que luego se coloca en un imán que tira de las perlas hacia un sensor electroquímico recubierto con anticuerpos de captura. Las perlas se unen a los anticuerpos de captura y generan una corriente proporcional a la concentración de biomarcador en la muestra. El potenciostato lee esa corriente y envía una señal a la aplicación de su teléfono. Si no hay biomarcadores de la COVID-19, las perlas no se unen al sensor y se lavan dentro del chip. Los investigadores creen que no sería difícil para la industria fabricar chips de microfluidos o adaptarlos a las nuevas cepas de COVID-19 cuando sea necesario.

“Lo bueno de este dispositivo es que no requiere un laboratorio”, dijo Peter Lillehoj, ingeniero mecánico del laboratorio Rice, donde se desarrolló el sistema. “Puede realizar la prueba completa y generar los resultados en el sitio de recolección, la clínica de salud o incluso una farmacia. Todo el sistema es fácilmente transportable y fácil de usar”.

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Universidad de Rice