Snelle COVID-ademtester kan massale screening op openbare plaatsen mogelijk maken

Volgens experts vereist het beëindigen van de pandemie een snelle screening van mensen die grote bijeenkomsten bijwonen, zoals conferenties en bruiloften. Zelfs degenen die asymptomatisch zijn, kunnen COVID-19 nog steeds op anderen overbrengen, waardoor het belangrijk is om ze te identificeren en te isoleren totdat ze niet langer besmettelijk zijn. Nu rapporteren onderzoekers in ACS Nano hebben een prototype “ademtester” ontwikkeld die een gevoelige en nauwkeurige diagnose van COVID-19 kan stellen, zelfs bij asymptomatische personen, in minder dan vijf minuten.

Momenteel is de “gouden standaard” voor COVID-19-testen een techniek genaamd reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), die traag is, een ongemakkelijk nasofaryngeaal uitstrijkje vereist voor het verzamelen van monsters en moet worden uitgevoerd in een laboratorium. De snelle antigeentest is veel sneller, maar heeft een hoger percentage fout-negatieven en positieven. Wetenschappers hebben ook ademanalysetests ontwikkeld voor COVID-19, die afhankelijk zijn van verschillen in concentraties van vluchtige organische stoffen die worden uitgeademd door degenen die besmet zijn met het coronavirus, maar de meeste vereisen omvangrijke, niet-draagbare instrumenten voor analyse. Xing Yi Ling en collega’s wilden een snelle, gemakkelijke en nauwkeurige ademanalysetest ontwikkelen die geschikt zou zijn voor screening op locatie van grote aantallen mensen.

De onderzoekers ontwierpen een handheld breathalyzer die een chip bevat met drie oppervlakte-enhanced Raman scattering (SERS) sensoren bevestigd aan zilveren nanokubussen. Wanneer een persoon gedurende 10 seconden in het apparaat uitademt, interageren verbindingen in hun adem chemisch met de sensoren. Vervolgens laden de onderzoekers de breathalyzer in een draagbare Raman-spectrometer die de gebonden verbindingen karakteriseert op basis van veranderingen in de moleculaire trillingen van de SERS-sensoren.

Het team ontdekte dat Raman-spectra van COVID-positieve en -negatieve mensen verschillend waren in regio’s die reageerden op ketonen, alcoholen en aldehyden, die ze gebruikten om een ​​statistisch model voor COVID-diagnose te ontwikkelen. Ze testten de breathalyzer op 501 mensen in ziekenhuizen en luchthavens in Singapore, van wie door RT-PCR werd aangetoond dat ze negatief (85,2 procent), positief en symptomatisch (8,6 procent) of positief en asymptomatisch (6,2 procent) waren voor het coronavirus. De methode had een fout-negatief percentage van 3,8 procent en een fout-positief percentage van 0,1 procent, vergelijkbaar met RT-PCR-tests, maar het kon ter plaatse in minder dan vijf minuten worden voltooid. De breathalyzer zou ooit een nieuw hulpmiddel kunnen zijn om de stille verspreiding van COVID-19 in gemeenschappen te verminderen, zeggen de onderzoekers.