Aida Ebrahimi, professeure adjointe de génie électrique, a récemment reçu le prix des pionniers des National Institutes of Health, de l’Institut national d’imagerie biomédicale et de bioingénierie pour les chercheurs débutants et débutants. Crédit: Penn State College of Engineering
Le professeur de génie électrique de Penn State, Aida Ebrahimi, reçoit le NIH Trailblazer Award pour développer un appareil de test quotidien.
Courant COVID-19[feminine les tests nécessitent un traitement en laboratoire, ce qui oblige les personnes potentiellement malades à se rendre dans un laboratoire ou à attendre des jours pour un diagnostic. Maintenant, avec un prix de 590 800 $ sur trois ans du National Institutes of Health, du National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering Trailblazer Award pour les chercheurs débutants et débutants, les chercheurs de Penn State prévoient de développer un COVID- à domicile abordable et précis, basé sur la salive. 19, rivalisant avec la simplicité et la commodité des tests de grossesse et des glucomètres, mais avec une sensibilité plus élevée.
Les chercheurs, dirigés par Aida Ebrahimi, professeure adjointe de génie électrique et de génie biomédical, prévoient de concevoir et de développer un appareil capable de fournir des résultats de test en 30 minutes avec un précision de plus de 90 %. L’appareil pourrait potentiellement être suffisamment sensible pour détecter le virus avant qu’une personne ne commence à présenter des symptômes ou chez des personnes asymptomatiques, selon Ebrahimi.
Pour ce faire, le laboratoire de bioanalyse et de biocapteurs d’Ebrahimi utilisera d’abord des inactifs SRAS-CoV-2 particules virales pour explorer leurs propriétés électriques uniques. Tous les matériaux réagissent à un champ électrique, avec des réponses variables selon les propriétés des matériaux. Les chercheurs prévoient de déterminer ces paramètres détaillés pour les particules virales inactives afin de concevoir le dispositif électrochimique proposé.
« Sur la base des propriétés électriques du virus, nous proposons une approche à double amplification pour atteindre la sensibilité dont nous avons besoin pour détecter un faible nombre de particules virales dans les échantillons de salive », a déclaré Ebrahimi. “Nous proposons également une nouvelle méthode pour développer le capteur qui nous donnera cette sensibilité sans outils de nanofabrication coûteux.”
Le dispositif de détection utilisera deux techniques d’amplification de signal simultanées pour détecter les particules virales, ce qui, selon Ebrahimi, améliorera la sensibilité du dispositif au-delà des méthodes conventionnelles. Le premier appliquera une petite tension à travers un ensemble d’électrodes pour piéger les particules, puis un autre, pour induire un processus électrochimique appelé cycle redox, qui peut amplifier les signaux produits par les particules piégées à un niveau détectable.
“La double amplification est la clé – nous voulons avoir une sensibilité suffisante pour compter un faible nombre de virus avant même qu’une personne ne présente des symptômes”, a-t-elle déclaré. « A terme, le but est que les gens puissent tester leur salive chez eux, avant d’entrer en contact avec d’autres personnes. »
Ensuite, les chercheurs utiliseront la photolithographie, un processus rentable qui utilise la lumière pour graver de minuscules motifs sur une surface photosensible. Les modèles sont conçus pour capturer et trier les particules virales cibles de l’échantillon de salive et les acheminer vers la zone du capteur.
Ebrahimi et son équipe utiliseront la modélisation informatique pour guider la conception de l’appareil et développer le prototype, qu’ils testeront et valideront à l’aide de particules virales inactives. Dans la phase finale du projet, les chercheurs s’associeront à Suresh Kuchipudi, professeur clinique et chef de la section de microbiologie du Département des sciences vétérinaires et biomédicales, pour tester en toute sécurité le dispositif de diagnostic avec des échantillons de virus intacts dans le laboratoire de Kuchipudi.
“Le concept proposé de l’appareil ne se limite pas au SARS-CoV-2”, a déclaré Ebrahimi, notant le potentiel de risque élevé et de récompense élevée du projet. « Si la preuve de principe de ce dispositif de diagnostic et la validation sont réussies, il peut être appliqué à la quantification rapide de biomarqueurs d’autres maladies, même au-delà des maladies infectieuses, telles que Alzheimer maladie. Ce projet n’est que la première étape vers des objectifs plus ambitieux.
