اختبار منزلي مستوحى من بقع القهوة يكشف أمراضا قاتلة خلال دقائق

استخدم فريق من الباحثين من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، ظاهرة فيزيائية مألوفة تعرف باسم "تأثير حلقة القهوة" لتطوير اختبار منزلي مبتكر، يمكنه الكشف عن أمراض خطيرة بدقة وسرعة مذهلة.

ويعتمد هذا الابتكار على الملاحظة البسيطة أن بقع القهوة تترك غالبا حلقة داكنة عند الحواف نتيجة لتركيز الجسيمات أثناء تبخر السائل. وهذه الظاهرة الطبيعية ألهمت الفريق البحثي لاستخدام المبدأ نفسه في تجميع المؤشرات الحيوية للمرض من قطرة صغيرة من العينة البيولوجية، ما يرفع من حساسية الكشف.

ويعد الجهاز الجديد منخفض التكلفة وسهل الاستخدام، وقد أثبت في التجارب قدرته على اكتشاف مؤشرات حيوية لأمراض مثل تعفن الدم وسرطان البروستات خلال أقل من 15 دقيقة، وبحساسية تصل إلى 100 ضعف مقارنة باختبارات "كوفيد-19" المنزلية.

وفي الاختبار، تُوضع قطرة من عينة مثل مسحة من الأنف أو الخد على سطح غشائي. ومع جفاف القطرة، تنجذب البروتينات المرتبطة بالمرض نحو الحواف، مكونة نمطا مركّزا. وبعد ذلك، تُضاف قطرة ثانية تحتوي على جسيمات نانوية مصممة خصيصا للارتباط بالمؤشرات الحيوية المستهدفة. وعند الارتباط، تُحدث هذه الجسيمات تغيرا في طريقة انعكاس الضوء، يمكن رصده إما بالعين المجردة أو عبر تطبيق ذكاء اصطناعي على الهاتف الذكي.

إقرأ المزيد

علماء "يروضون" فيروس الهربس لمحاربة أحد أخطر أنواع السرطان

وقال الدكتور كاميار بهروزي، أحد الباحثين الرئيسيين في الدراسة: "هذه تقنية بسيطة وفعالة للغاية، وتوفر نتائج دقيقة في وقت قصير، ما يجعلها مثالية للبيئات محدودة الموارد".

ومن جانبه، أوضح البروفيسور ليوي لين، المشرف على الدراسة، أن أحد المؤشرات الحيوية التي تمكنوا من اكتشافها باستخدام هذه التقنية هو بروتين مرتبط بتسمم الدم، وهي حالة طارئة تهدد الحياة وتتطلب تشخيصا سريعا، في حين أن الطرق التقليدية قد تستغرق عدة أيام.

وأضاف: "كل ساعة حاسمة. وقد تساعد تقنيتنا الأطباء على اكتشاف تسمم الدم خلال 10 إلى 15 دقيقة فقط".

كما ابتكر الباحثون نموذجا أوليا لجهاز اختبار منزلي يشبه اختبارات "كوفيد"، ويستخدم مكونات مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد لتسهيل الاستخدام. ويأمل الفريق في أن تساهم هذه التكنولوجيا في تمكين الأفراد من إجراء فحوصات روتينية لأمراض مثل سرطان البروستات دون الحاجة لزيارة العيادات أو المختبرات.

وقال لين: "كما اعتمدنا على الاختبارات المنزلية خلال جائحة "كوفيد"، نأمل أن نوفر للناس وسيلة موثوقة وسهلة للكشف المبكر عن الأمراض الخطيرة".

نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Nature Communications.

المصدر: interesting engineering