Egy vegyész Home Office-ban

Egy holland származású szerves vegyész, Vittorio Saggiomo semmiképpen nem szerette volna, hogy a Wageningen Egyetem és Kutatás Bionanotechnológiai Csoportjának kutatása végleg leálljon.

Kreatív, gondolkodó ember, ezért elkezdett ötletelni. Néhány kérdés azonnal fel is vetődött benne:

• Mit tehet az otthonában a COVID-19 elleni harcban?
• Tudna-e olcsó, ugyanakkor rendkívül érzékeny otthoni tesztet készíteni, amely a vírust kimutatja?
• Laboratórium híján, a rendelkezésére álló saját háztartási készülékei jól használhatók-e erre a célra?

Jelenleg a COVID-19 tesztnek két fő típusa létezik:

1. a PCR teszt és
2. az LFT.

Az arany-standardnek nevezett PCR-teszt, az RNS-nek a kimutatásával ellenőrzi a vírus jelenlétét. A minta értékelhető része szinte minimális mennyiségű vírusanyagot tartalmaz, ezért a vírus genetikai anyagában, a DNS-ében át kell alakítani, fel kell erősíteni, hogy kimutatható legyen.
Ez a folyamat a polimeráz láncreakció. Teljes neve a „Polymerase Chain Reaction” és a szokásos rövidítése, PCR. Rendkívül kényes technika és minimum 30x kell a ciklust megismételni 50° C és 90° C közötti hőmérséklet-tartományban. Speciális anyagokat és eszközöket igényló eljárás.

Az LFT-k gyorsak, olcsók és könnyen használhatók, így ideálisak közösségi és otthoni teszteléshez is. Sajnos azonban közel nem olyan érzékenyek, mint a PCR-tesztek – csak magas vírusterhelés esetében azonosítanak pozitív eredményt. Ez azt jelenti, hogy sok fertőzött ember hamis negatív eredményt kaphat az ilyen vizsgálatokból.

A fent említett kutató abból indult ki, hogy ideális esetben szükségünk van egy olyan otthoni tesztre, amely ugyanolyan egyszerűen használható, mint az LFT-k, de ugyanolyan érzékeny, mint a PCR tesztek.

Arra jutott, hogy kiváló jelölt a hurok-mediált izotermikus amplifikációnak, LAMP-nak nevezett módszer. Ez a PCR-hoz nagyon hasonló elvek mentén működik és vannak további előnyei is.  Az amplifikácó jelentése: egy adott gén- vagy DNS-szakasz kópiaszámának sokszorozódása természetes vagy mesterséges megkettőzése által.

• A kiindulási genetikai anyagnak több példányát tudja előállítani.
• Amikor a LAMP reakció bekövetkezik, a minta savasságának növekedését okozza. Ez azt jelenti, hogy hozzáadhat olyan anyagot, amely a pH-értéknek megfelelően megváltoztatja a színét a reakcióelegyben, vizuálisan jelezve a pozitív vagy negatív eredményt.
• A LAMP reakcióit fix hőmérsékleten, kb kb. 65° C-on hajtják végre anélkül, hogy állandó hőmérséklet-tartományon belüli ciklusra lenne szükség. Ennek ellenére a LAMP-nak továbbra is finom hőmérséklet-szabályozásra van szüksége. Ez általában elektronikus termosztátokkal érhető el a PCR-gépben is, de akár a villanytűzhely sütőjében is.

Jól tudta, hogy új és kifejezetten otthoni LAMP tesztekhez tervezett elektronikus eszközök gyártása és szállítása azonban nem praktikus egy világjárvány közepén.
Olyan megoldást keresett, amelyben az úgynevezett fázisváltó anyag elnyeli a hőenergiát, megolvad és képes fenntartani az állandó hőmérsékletet.
A reggeli kávé készítése közben talált rá a tökéletes megoldásra, a Nespresso kávéfőző kapszulára.

A stratégiája a következő volt:

• Megtalálta a lakásában azt a viaszból készült tárgyat, amely pontosan a kívánt hőmérsékleten olvad meg.
• Azt az eszközt fogja megépíteni, amelybe elhelyezi a LAMP reakciócsöveket és a viaszdarabokat.
• Ezt aztán valamilyen más, fűthető anyagba fogja beilleszteni.

Már csak a kapszulák melegítésének megfelelő módja hiányzott.

• Mosogatógépben? Működött, de a minták folyamatosan „eltűntek”.
• Mikrohullámú sütőben? Meghibásodott, mert a csövek túlmelegedtek és a csésze forró vízzel a hőmérséklet nem volt elég szabályozható.

Végül megszületett a „CoroNespresso” eszköz, amelyet a csapat többi tagja is tesztelt. Azonosították a COVID-19 vírust és a színe is eltérő a negatív tesztektől.
Csapata most feltette az ötletet a ChemArxiv nevű preprint szerverre, mert más tudósoknak még felül kell vizsgálniuk.

A tesztet, beleértve a kapszulákat, a fázisváltó viaszt és az injekciós üvegeket, amelyekbe a genetikai anyagot lehet behelyezni, könnyen elő lehetne állítani és alig pár millióba kerülne. Ezután az emberek otthon saját maguk levehetnék a mintájukat, a kapszulákat felmelegíthetik és máris tisztába lennének az állapotukkal.
Ezek az eszközök kb. 0,20 EUR-ból könnyen elkészíthetők, könnyen kezelhetőek és nagyrészt újrahasznosíthatók.

Lehet, hogy mi is hamarosan beszerezhetjük magunknak a CoroNespresso teszteket?

Csak össze ne keverjük őket a szokásos kávé-kapszuláinkkal. 😀