Chip de microfluidos permite el diagnóstico simultáneo de la COVID-19 y de la influenza

Un equipo de investigación ha desarrollado un chip de microfluidos capaz de realizar un diagnóstico simultáneo de la COVID-19 y de la influenza, mediante la aplicación de tecnologías de chips de microfluidos.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Toyohashi (Toyohashi, Japón) y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Jikei (Tokio, Japón) construyeron un modelo teórico que manipula el flujo de microfluidos con un diseño de microcanal extremadamente simple y estableció una teoría de diseño óptima para chips de microfluidos. Además, al utilizar el dispositivo de diagnóstico que desarrollaron, realizaron experimentos de amplificación genética en cuatro tipos de enfermedades infecciosas, incluida la COVID-19, y demostraron que era posible un diagnóstico multiplexado rápido y simultáneo en 30 minutos. El dispositivo se puede utilizar para diagnósticos genéticos en una variedad de campos (por ejemplo, agricultura, industrias pesqueras, industria alimentaria y atención médica y de salud), no solo para enfermedades infecciosas humanas. La tecnología de diagnóstico puede permitir a cualquier persona, en cualquier lugar y en cualquier momento, detectar enfermedades virales de forma rápida, sencilla y económica.

El método LAMP (amplificación isotérmica mediada por bucle) es una tecnología de análisis genético. Este sencillo método de ensayo no requiere un equipo costoso de control de temperatura exacto, etc., en contraste con la prueba ampliamente usada de PCR, y se puede realizar en el sitio porque permite la amplificación genética a una temperatura constante durante un período de tiempo constante (60 a 65ºC, durante 30 minutos a una hora aproximadamente). Sin embargo, para diagnosticar múltiples tipos de virus, el método LAMP convencional implica un esfuerzo considerable para realizar tantas preparaciones de muestras y reactivos y reacciones de amplificación genética como el número de analitos, requiriendo conocimientos y habilidades de expertos.

Por lo tanto, el equipo de investigación desarrolló un dispositivo de diagnóstico genético multiplexado basado en polidimetilsiloxano (PDMS) (tamaño: 45 mm x 25 mm, cámara de reacción: 3 µL x 5 piezas) aplicando la tecnología de chip de microfluidos. Dispensa de forma autónoma, equitativa y exacta muestras y reactivos en una serie de cámaras de reacción simplemente introduciendo el líquido, una mezcla de una cantidad extremadamente pequeña de muestra extraída de los analitos y un reactivo en el dispositivo de diagnóstico. Al calentar el dispositivo en agua tibia (de 60 a 65 ℃, durante 30 minutos a una hora aproximadamente), es capaz de diagnosticar simultáneamente varios tipos de virus con una sola operación (un proceso de trabajo por muestra).

El resultado del diagnóstico genético mostró que cuatro tipos de enfermedades infecciosas, incluida la COVID-19 (influenza A estacional, SARS e influenza H1N1 pdm09) fueron detectadas con éxito con este dispositivo de diagnóstico. Solo la cámara de reacción que reaccionó cuando se introdujo una muestra que contenía el gen de cada virus se volvió azul cielo (lo que denota una reacción positiva) después de 30 minutos, lo que significa que la detección visual es posible.

Además, para respaldar los diagnósticos in situ, el equipo desarrolló una aplicación para teléfonos inteligentes, que diagnostica automáticamente la reacción como positiva o negativa basándose en fotografías tomadas con la cámara de un teléfono inteligente. El dispositivo de diagnóstico es capaz de realizar un diagnóstico de resultado de prueba automático (positivo o negativo), colocando el dispositivo después de la reacción LAMP en un dispositivo de iluminación LED simple y tomando fotografías con un teléfono inteligente. Como resultado, se espera que cualquiera pueda realizar la prueba fácilmente, en cualquier lugar y en cualquier momento. En el futuro, con el objetivo de comercializar el dispositivo de diagnóstico, el equipo de investigación desarrollará dispositivos capaces de realizar diagnósticos rápidos multiplexados de variantes de la COVID-19 y de enfermedades infecciosas humanas para una vida segura durante y después de la pandemia de COVID-19.

Enlace relacionado:
Universidad Tecnológica de Toyohashi
Facultad de Medicina de la Universidad de Jikei