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Comprensión de los microfluidos: la clave para las pruebas rápidas de COVID-19

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Comprensión de los microfluidos: la clave para las pruebas rápidas de COVID-19

Crédito: Pixabay
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La tecnología de microfluidos es una parte fundamental de muchos dispositivos de prueba ampliamente utilizados, como los que se utilizan para detectar embarazos o niveles anormales de azúcar en sangre. Un dispositivo de microfluidos procesa pequeñas cantidades de líquidos que viajan a través de canales más delgados que un mechón de cabello humano. Esas cámarascuentan con válvulas que se encienden y apagan.

La gente usa varios materiales, como papel, geles y polímeros, para hacer los canales. Luego es necesario determinar la mejor manera de hacer que el líquido se mueva a través de esas cámaras. Las opciones posibles incluyen el uso de una bomba mecánica o el uso de mechas,donde la energía almacenada dentro del líquido hace que se produzca el movimiento.

Los microfluidos captaron el interés de los científicos mucho antes de la pandemia de COVID-19. Sin embargo, esta tecnología vuelve a ser el centro de atención ahora debido a su papel en las pruebas rápidas.

Obtención de los resultados de la prueba COVID-19 en un segundo

Los investigadores buscan continuamente métodos de prueba de COVID-19 mejores y más rápidos. Incluso con vacunas ampliamente disponibles en algunos lugares, muchos empleadores, aerolíneas y lugares de eventos requieren que las personas muestren resultados negativos en las pruebas.

Un esfuerzo reciente se centra en amplificar la señal de unión de un biomarcador específico para crear una mejor prueba. El trabajo anterior de los investigadores indicó que la detección de biomarcadores podría resultar crucial para combatir pandemias, diagnosticar ataques cardíacos y más. Ahora, han utilizadosu conocimiento para crear un sistema de sensores que proporcione resultados de COVID-19 en un segundo.

Minghan Xian, autor de un artículo sobre el logro, explicó en un comunicado de prensa: “Nuestra tira biosensor es similar en forma a las tiras reactivas de glucosa disponibles comercialmente, con un pequeño canal de microfluidos en la punta para introducir nuestro fluido de prueba. Dentro del canal de microfluidos, algunos electrodos están expuestos al fluido. Uno está recubierto de oro y los anticuerpos relevantes para COVID se adhieren a la superficie del oro mediante un método químico ".

Obtener los resultados de la prueba implica conectar una tira de biosensor a una placa de circuito y luego enviar una señal de prueba eléctrica a través del electrodo recubierto de oro y uno auxiliar. Un transistor amplifica la señal eléctrica y la convierte en un número en una pantalla que representa la concentraciónde proteína viral en la solución de prueba.

Los investigadores dijeron que podrían cambiar los anticuerpos en el electrodo de oro, haciendo que esta solución de diagnóstico sea aplicable más allá de la pandemia actual.

diagnóstico a través de teléfonos inteligentes

La pandemia de COVID-19 creó una necesidad urgente de rastrear cómo y dónde se propagó el virus. Dicha información ayudó a informar las decisiones de salud pública y permitió que los miembros de la comunidad preocupados conocieran los posibles puntos conflictivos. Por ejemplo, un fabricante de termómetros inteligentes datos agregados de temperatura corporal del usuario a un mapa disponible públicamente. Eso ayudó a resaltar áreas potencialmente problemáticas, ya que la fiebre es un síntoma de infección que se experimenta comúnmente.

Los expertos en COVID-19 han afirmado durante mucho tiempo que los protocolos de rastreo y pruebas efectivos son esenciales para mantener a raya al virus. Gracias a los avances en microfluidos, no siempre es necesario contar con equipos avanzados para obtener los resultados de las pruebas de manera eficiente.

Un dispositivo de microfluidos diseñado en la Universidad de Rice brinda el resultado en menos de una hora y se conecta a teléfonos inteligentes estándar. Contiene microperlas magnéticas programadas que detectan la concentración de nucleocápside del SARS-CoV-2 en la sangre mediante un procedimiento rápido de punción en el dedo.

Los investigadores demostraron su concepto con un teléfono inteligente Google Pixel 2 con una pieza de hardware electrónico, llamado potenciostato, conectado al dispositivo. Confirmaron que este enfoque permite brindar resultados a las personas en farmacias u otros puntos de atención sin enviar primero la pruebaa un laboratorio.

Evaluación y mejora de las vacunas y tratamientos COVID-19

Los científicos participan en esfuerzos continuos para ver cómo funcionan las diferentes vacunas COVID-19 en humanos y otros animales. Eso es especialmente importante a medida que surgen más variantes que pueden reducir la efectividad hasta cierto punto.

Los investigadores también investigan formas de brindar protección sin inyecciones. Por ejemplo, un estudio involucrado administrando una vacuna intranasal
a los hámsters. Si tales esfuerzos también funcionaron en humanos, podrían cambiar las reglas del juego, especialmente para las personas con un miedo severo a las agujas.

La evidencia emergente sugiere que la tecnología de microfluidos lo hará juega un papel vital en la aceleración desarrollo de vacunas además de ver cómo se desempeñan las vacunas candidatas actuales. Entonces, no solo es relevante para COVID-19 sino también para cualquier enfermedad contra la que se pueda vacunar o que se esté vacunando actualmente.

microfluidos también se están utilizando para desarrollar tratamientos con anticuerpos para personas diagnosticadas con cepas particulares de COVID-19. Se puede usar una plataforma de microfluidos para analizar muestras de sangre en busca de millones de candidatos a anticuerpos, lo que permite la ingeniería rápida de un nuevo tratamiento.

Ese ejemplo muestra que los enfoques basados ​​en microfluidos no solo se aplican al determinar si alguien tiene COVID-19. Esta tecnología también puede dar sus frutos al aumentar significativamente la velocidad de las pruebas internas de la empresa a medida que esas organizaciones desarrollan nuevas opciones para tratar el virus enindividuos infectados.

Los microfluidos impulsan el progreso de COVID-19

Investigadores que han trabajado arduamente han logrado avances impresionantes y que han salvado vidas con respecto al tratamiento y diagnóstico de COVID-19. Este resumen destaca por qué los microfluidos han demostrado ser fundamentales para alcanzar muchos de esos hitos.

La gente debería esperar mucho de lo mismo en el futuro previsible, especialmente a medida que los científicos se familiaricen aún más con el potencial de la tecnología de microfluidos y los casos de uso más apropiados.

Sobre el autor :

Devin Partida es escritora de MedTech, innovación y BioMed con sede en San Francisco, California. También es la editora en jefe de la revista de tecnología y ciencia ReHack.com.

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