अत्यधिक संक्रामक वायरस का पता लगाने के लिए स्मार्टफोन का उपयोग करना
नोरोवायरस के बेहद कम स्तर का पता लगाने के लिए एक नया उपकरण एक स्मार्टफोन और एक पेपर माइक्रोफ्लुइडिक चिप का उपयोग करता है।
नोरोवायरस संयुक्त राज्य अमेरिका में तीव्र गैस्ट्रोएंटेराइटिस के लगभग 1921 मिलियन वार्षिक मामलों के लिए जिम्मेदार एक बहुत ही संक्रामक वायरस है।
वास्तव में, नोरोवायरस "खाद्य जनित बीमारी का प्रमुख कारण" है।
नोरोवायरस 1.9 मिलियन अस्पताल के दौरे और आपातकालीन विभाग के 400,000 अन्य दौरे के लिए भी जिम्मेदार है। इससे अमेरिका में स्वास्थ्य देखभाल खर्चों में लगभग 2 बिलियन डॉलर और नौकरी उत्पादकता में कमी आती है।
वायरस बहुत कम स्तर पर संक्रामक हो सकता है, जिसमें संक्रमण के कारण सिर्फ 10 वायरस कण ही काफी होते हैं।
इसलिए, टक्सन में एरिज़ोना विश्वविद्यालय (यूए) के शोधकर्ताओं ने वायरस के सबसे छोटे स्तर का पता लगाने के लिए एक कुशल तरीका तैयार किया।
तीन शोधकर्ताओं ने इस परियोजना की सह-अगुवाई की: Jeong-Yeol Yoon, UA पर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग से; सू चंग, यूं की प्रयोगशाला में एक डॉक्टरेट शोधकर्ता; और केली ए। रेनॉल्ड्स, यूएए में मेल एंड एनिड ज़करमैन कॉलेज ऑफ पब्लिक हेल्थ में सामुदायिक, पर्यावरण और नीति विभाग की कुर्सी।
यूं ने सैन डिएगो, सीए में अमेरिकन केमिकल सोसाइटी फॉल 2019 राष्ट्रीय बैठक और प्रदर्शनी में शोध प्रस्तुत किया, और अब पत्र पत्रिका में दिखाई देता है एसीएस ओमेगा.
सस्ता और त्वरित उपकरण कैसे काम करता है
वायरस पानी के माध्यम से बहुत जल्दी फैल सकता है। नोरोवायरस का पता लगाने के लिए मौजूदा उपकरणों के लिए एक प्रयोगशाला और माइक्रोस्कोप, लेजर और महंगी स्पेक्ट्रोमीटर की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। ये ऐसे उपकरण हैं जो विकिरण और तरंग दैर्ध्य के प्रकार को मापते हैं।
नई पद्धति के साथ, शोधकर्ताओं ने कागज और एक स्मार्टफोन सहित सरल सामग्रियों का उपयोग किया। चुंग बताते हैं कि कैसे पेपर के लिए माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स में बदलना संभव है।
"पेपर सब्सट्रेट बहुत सस्ता और स्टोर करना आसान है, और हम इन चिप्स को आसानी से बना सकते हैं," वे कहते हैं। "कागज की रेशेदार संरचना भी तरल को पंपिंग सिस्टम अन्य चिप्स, जैसे कि सिलिकॉन चिप्स, आमतौर पर आवश्यकता होती है, का उपयोग किए बिना अनायास प्रवाह करने की अनुमति देती है।"
आमतौर पर, वैज्ञानिक मापते हैं कि स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण के उपयोग से नमूने में प्रकाश कैसे परावर्तित होता है। हालांकि, कागज का गैर-विषम (झरझरा) पहलू, इसकी ऑप्टिकल अपारदर्शिता के साथ, "प्रकीर्णन बिखराव और प्रतिबिंब" उत्पन्न कर सकता है।
इस बाधा को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक विधि विकसित की जिसमें उन्होंने प्रकाश की तीव्रता को मापने के बजाय फ्लोरोसेंट मोतियों की गिनती की।
विधि में एक पेपर माइक्रोफ्लुइडिक चिप के एक छोर पर पानी जोड़ने और दूसरे छोर पर फ्लोरोसेंट पॉलीस्टायरीन से बने मोती होते हैं।
इनमें से प्रत्येक छोटे मोतियों को एक एंटीबॉडी से जोड़ा जाता है जो वायरस से लड़ता है। यदि नोरोवायरस पानी में मौजूद है, तो कई एंटीबॉडी इस पर हमला करने के लिए जाते हैं, खुद को वायरस के कण से जोड़ते हैं और एक फ्लोरोसेंट क्लंप बनाते हैं।
"नॉनोवायरस कण एक स्मार्टफोन माइक्रोस्कोप द्वारा imaged होने के लिए बहुत छोटे हैं, और इसलिए एंटीबॉडीज हैं," यून बताते हैं। "लेकिन जब आपके पास इन मोतियों में से दो या तीन या अधिक एक साथ शामिल हो जाते हैं, तो यह इंगित करता है कि नोरोवायरस है, जिससे मोतियों को एकत्र किया जा सकता है।"
मोतियों के झुरमुट एक स्मार्टफोन के लिए उन्हें लेने और उन्हें तस्वीर के लिए पर्याप्त बड़े हैं। शोधकर्ताओं ने एक स्मार्टफोन ऐप भी बनाया है जो नमूने में नोरोवायरस कणों की गिनती करता है।
"आपको डिवाइस चलाने के लिए वैज्ञानिक या इंजीनियर बनने की ज़रूरत नहीं है।" "विश्लेषण स्मार्टफोन एप्लिकेशन द्वारा स्वचालित रूप से किया जाएगा, इसलिए आपको चिंता करने की ज़रूरत है कि चिप पर पानी का एक नमूना लोड हो रहा है।"
यह उपकरण सस्ता भी है, इसके सबसे महंगे घटक की कीमत $ 50 से कम है।
रेनॉल्ड्स कहते हैं, "सार्वजनिक स्वास्थ्य की सुरक्षा के लिए पानी में मानव वायरस की तेजी से निगरानी आवश्यक है।"
"यह तेजी से, कम लागत वाली पानी की गुणवत्ता की निगरानी करने वाली तकनीक स्थानीय और वैश्विक बीमारी बोझ दोनों को कम करने के लिए एक परिवर्तनकारी उपकरण हो सकता है।"
केली ए रेनॉल्ड्स
