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Verso un test etilometro COVID-19
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Poche persone che si sono sottoposte a tamponi nasofaringei per il test del coronavirus lo descriverebbero come un'esperienza piacevole. La procedura prevede l'applicazione di un lungo tampone sul naso per raccogliere un campione dal retro del naso e della gola, che viene poi analizzato per la SARS-CoV-2 RNA dalla reazione a catena della polimerasi a trascrizione inversa (RT-PCR). Ora, i ricercatori che riferiscono in ACS Nano hanno sviluppato un prototipo di dispositivo che non invasivamente rilevato COVID-19 nel respiro espirato dei pazienti infetti.
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Oltre ad essere scomodo, l'attuale gold standard per i test COVID-19 richiede la RT-PCR, una procedura di laboratorio che richiede molto tempo. A causa degli arretrati, l'ottenimento di un risultato può richiedere diversi giorni. Per ridurre i tassi di trasmissione e di mortalità, i sistemi sanitari hanno bisogno di test rapidi, economici e facili da usare. Hossam Haick, Hu Liu, Yueyin Pan e colleghi volevano sviluppare un sensore basato su nanomateriali in grado di rilevare il COVID-19 nel respiro espirato, simile a un test etilometro per l'intossicazione da alcol. Studi precedenti hanno dimostrato che i virus e le cellule che infettano emettono composti organici volatili (COVID-19) che possono essere espirati nel respiro.
I ricercatori hanno realizzato una serie di nanoparticelle d'oro legate a molecole sensibili a vari COV. Quando i COV interagiscono con le molecole di una nanoparticella, la resistenza elettrica cambia. I ricercatori hanno addestrato il sensore a rilevare il COVID-19 utilizzando l'apprendimento automatico per confrontare il modello dei segnali di resistenza elettrica ottenuti dal respiro di 49 pazienti con COVID-19 confermati con quelli di 58 controlli sani e 33 pazienti con infezione polmonare non COVID a Wuhan, Cina.
Ogni partecipante allo studio ha soffiato nel dispositivo per 2-3 secondi da una distanza di 1-2 cm. Una volta che il machine learning ha identificato una potenziale firma COVID-19, il team ha testato l'accuratezza del dispositivo su un sottoinsieme di partecipanti. Nel set di test, il dispositivo ha mostrato un'accuratezza del 76% nel distinguere i casi di COVID-19 dai controlli e un'accuratezza del 95% nel discriminare i casi di COVID-19 dalle infezioni polmonari. Il sensore ha anche potuto distinguere, con un'accuratezza dell'88%, tra i pazienti malati e quelli guariti da COVID-19.
Anche se il test deve essere convalidato in un maggior numero di pazienti, potrebbe essere utile per lo screening di grandi popolazioni per determinare quali individui necessitano di ulteriori test, dicono i ricercatori.