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#Produkttrends
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Neuer Test mit Covid-Antikörpern liefert Ergebnisse in 10 Sekunden durch 3D-Druck
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Bei den laufenden weltweiten Bemühungen, das Covid-19-Virus einzudämmen, erweist sich die Fähigkeit, schnelle Massentests durchzuführen, als entscheidend für den Erfolg. Dies ist auch ein Bereich, in dem viele Länder vor großen Herausforderungen stehen. Forscher der Carnegie-Mellon-Universität und der Universität Pittsburgh haben gerade einen Test entwickelt, der zur Bewältigung dieser Herausforderung beitragen kann.
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Der von einem gemeinsamen Team von Ingenieuren und Virologen entwickelte Test ermöglicht den Nachweis von Covid-Antikörpern, dem im Blut enthaltenen Protein, das das Coronavirus angreift, innerhalb von 10 Sekunden. Das Vorhandensein dieser Antikörper im Blut einer Person weist darauf hin, dass sie zuvor mit dem Virus infiziert war. Die Feststellung, wer innerhalb einer Population Covid-Antikörper besitzt, hilft bei der Verfolgung des Virusfortschritts, unter anderem durch die Feststellung, wer möglicherweise eine Immunität entwickelt hat.
Die Mikro-3D-Drucktechnologie steht im Mittelpunkt dieser Forschungsinnovation. Dr. Rahul Panat, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der Carnegie Mellon University, dessen Gruppe den Test entwickelt hat, erklärte:
"Der Mikro-3D-Druck ermöglicht es Ihnen, neue Formen in Geräten und neue Materialkombinationen herzustellen. Der Fortschritt, den wir heute bei den biomedizinischen Geräten machen, ist untrennbar mit den Fortschritten in der Mikrofabrikation verbunden
Das Gerät wird mit Hilfe von 3D-Elektronikdruckern des Warenzeichens Aerosol Jet hergestellt, die von Optomec, einem auf additive Fertigungstechnologie spezialisierten Unternehmen mit Sitz in den USA, entwickelt und patentiert wurden. Das Gerät, das etwa die Größe einer Viertelmünze der USA hat, wird durch das Bedrucken eines Substrats mit Goldmikrosäulen hergestellt, die mit reduziertem Graphenoxid beschichtet und dann mit Covid-Antigenen, den Markern des Virus, versehen werden. Von der zu testenden Person wird ein Nadelstich Blut entnommen, und wenn die Probe Covid-Antikörper enthält, heften sie sich an das Antigen und erzeugen eine elektrochemische Reaktion.
Im Gegensatz zu anderen Herstellungsverfahren, die eine glatte Oberfläche erzeugen, erzeugt der Optomec-Aerosol-Jet-Drucker eine raue Oberfläche auf den Gold-Mikrosäulen. Diese "Klebrigkeit" des Markenzeichens ermöglicht es dem Antigen, sich leicht auf die Mikrosäule zu laden, so dass es in der Lage ist, selbst sehr kleine Mengen von Antikörpern nachzuweisen. Die Herstellung eines einzigen Gerätes kostet in der Größenordnung von mehreren zehn Dollar.
Wie ein Heim-Glukose-Test
Das Gerät wird mit einem Dongle verbunden, der einen kleinen elektrochemischen Analysator besitzt, der das Vorhandensein von Antikörpern bestätigt. Der Dongle wird mit einem Smartphone verbunden, das das Ergebnis auf einer benutzerdefinierten App ausliest. Beide Schnittstellen - Dongle und Smartphone-App - sind auf dem Markt bereits weit verbreitet. Ein Vorteil bei der Wahl solcher Schnittstellen sei, so Dr. Panat, dass
"Es senkt die technische Kompetenz, die für eine Lesung erforderlich ist. Es kann wie ein Glukosetest sein, den man zu Hause durchführt
Nachdem ein Test durchgeführt wurde, wird das Gerät mit Ameisensäure gewaschen und ein weiterer Test kann in einer Minute durchgeführt werden. Während mindestens 10 Tests mit voller Genauigkeit durchgeführt werden können, schwächt sich das Nachweisvermögen danach ab und das Gerät muss ausgetauscht werden. Das Forschungsteam veröffentlichte seine vorläufigen Daten im September, und an der University of Pittsburgh Medical Center laufen derzeit größere Versuche.
Da Teile der Welt von einer neuen Welle von Covid-Infektionen heimgesucht werden und ein Impfstoff höchstwahrscheinlich noch Monate entfernt ist, werden Tests weiterhin ein unverzichtbarer Bestandteil der nationalen Strategien zur Eindämmung von Covid-Infektionen bleiben. Als zum Beispiel China, das im Sommer sehr gut darin war, Covid-19 einzudämmen, im Oktober in der östlichen Stadt Qingdao einen Ausbruch erlebte, gelang es China, ein Wiederaufleben zu verhindern, indem es alle 10 Millionen Einwohner von Qingdao innerhalb weniger Tage testete. Sagte Dr. Panat:
"Schnelle Massentests können uns helfen, das Virus auszurotten, indem wir Patienten effektiv isolieren. Wenn ein Test 24 oder 48 Stunden dauert, um Ergebnisse zu erhalten - oder sogar 20 Minuten - ist das einfach zu lang"