Het wordt 'miSherlock' genoemd, voor 'minimaal geïnstrumenteerde Sherlock', waarbij Sherlock een op Crispr gebaseerde DNA/RNA-test is, uitgevonden door het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering van Harvard.
Er zijn twee onderdelen nodig: voorverpakte chemicaliën en herbruikbare hardware bestaande uit gewone elektronische componenten en 3D-geprinte onderdelen. Bovendien is er een optionele telefoon-app.
Volgens het Wyss Institute kan het apparaat worden geassembleerd voor ~ $ 15 (~ $ 3 in massaproductie), en de test kost ongeveer $ 6 per stuk.
"Een van de geweldige dingen van miSherlock is dat het volledig modulair is", zegt MIT-onderzoeker Devora Najjar. “Het apparaat zelf staat los van de assays, dus je kunt verschillende assays aansluiten voor de specifieke sequentie van RNA of DNA die je probeert te detecteren. Assays voor nieuwe doelwitten kunnen in ongeveer twee weken worden gemaakt, wat de ontwikkeling van tests voor nieuwe varianten van SARS-CoV-2 en voor andere infectieziekten mogelijk maakt.”
De chemische test bestaat uit verschillende fasen (zie hieronder) en de hardware is ontworpen om deze om te zetten in eenvoudige stappen voor de gebruiker, die eerst via een kleine wegwerptrechter in een aangepaste container spuugt.
T
Het is dit filter dat in de tweede kamer gaat, door de gebruiker naar binnen geduwd met een plunjer die ook een waterreservoir doorboort, waardoor gedroogde Sherlock-chemicaliën reageren met deeltjes op het oppervlak van het filter. In de tweede kamer kunnen tegelijkertijd meerdere tests worden uitgevoerd.
Een ingebouwde LED die 55 minuten later wordt geactiveerd, zorgt ervoor dat de vloeistof merkbaar fluoresceert als deze Covid-19 bevat of de specifieke variant van Covid-19 waarnaar het chemische pakket zoekt. De gebruiker "kan ook een bijbehorende smartphone-app gebruiken die de pixels analyseert die door de camera van de smartphone worden geregistreerd om een duidelijke positieve of negatieve diagnose te stellen", aldus het Wyss Institute.
De biochemie
Sherlock (specifieke enzymatische reporterontgrendeling met hoge gevoeligheid) gebruikt de 'moleculaire schaar'-actie van Crispr om DNA of RNA op een specifieke locatie te knippen en voert vervolgens een tweede taak uit als de eerste succesvol was
Voor deze test werd eerst een Sherlock-reactie ontworpen als een algemene test om een segment van Covid-19-RNA te identificeren dat door meerdere varianten wordt gedeeld, en vervolgens om een fluorescentie te veroorzaken als dat succesvol was.
Daaropvolgende Sherlock-reacties werden ontworpen om Alpha, Beta en Gamma (Delta was zeldzaam tijdens het project) mutaties in het Covid-19 'spike'-eiwit afzonderlijk te detecteren, op dezelfde manier wijzend op eventuele detectie met fluorescentie.
Speeksel is makkelijk op te vangen in vergelijking met neusuitstrijkjes, daarom is er volgens het Instituut voor gekozen, maar speeksel heeft ook enzymen die ervoor zorgen dat valse positieven worden aangegeven.
De verwarmingsstap activeert chemicaliën in de monstercontainer die deze vals-positieve enzymen stoppen, evenals chemicaliën die eventuele Covid-19-virusdeeltjes openbreken, zodat virus-RNA kan worden gevangen op het oppervlak van het speciaal ontworpen filter.
Getest op 27 Covid-19-patiënten en 21 gezonde patiënten, volgens Harvard, identificeerde de algemene versie van miSherlock 96% van de Covid-19-patiënten en 95% van de gezonde patiënten. De onderscheidende versie van Alpha, Beta en Gamma van de test werkte op kunstmatige monsters gemaakt van gezond speeksel en synthetisch viraal RNA in verschillende concentraties.
miSherlock wordt beschreven in 'Minimaal geïnstrumenteerde SHERLOCK (miSHERLOCK) voor op CRISPR gebaseerde point-of-care-diagnose van SARS-CoV-2 en opkomende varianten', gepubliceerd in Science Advances, en kan zonder betaling worden bekeken.