Novo teste pode acelerar diagnóstico do coronavírus

Um dos grandes desafios no combate à pandemia do novo coronavírus é ter um retrato real e atualizado sobre o número de infectados e óbitos pela covid-19. Para tanto, é necessário testar um grande número de pessoas, com resultados precisos e rápidos para permitir diagnosticar, isolar e tratar pacientes o mais prematuramente possível.

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O teste mais confiável disponível globalmente é realizado por meio da análise da reação em cadeia da polimerase (RCP). No entanto, esse teste requer processos de extração e de comparação de material genético viral que levam algumas horas para ser concluídos. Além disso, há um índice grande de falsos negativos, quando pacientes tiveram contato com o vírus há pouco tempo, porque não há anticorpos suficientes para positivar o exame.

Um novo método desenvolvido a partir de um biossensor ultrassensível pode reduzir drasticamente o tempo necessário para verificar a presença do Sars-Cov-2, com mais precisão nos resultados. A tecnologia foi criada pelo professor de Engenharia Mecânica Jiangtao Cheng e o professor de Engenharia Elétrica e da Computação Wei Zhou, da Universidade Estadual da Virgínia (EUA).

Como funciona o novo método de diagnóstico?

No método de Cheng e Zhou, o processo de análise da amostra é feito de forma simples e rápida. O conteúdo de uma microgotícula é condensado e verificado em minutos, reduzindo drasticamente a margem de erro e fornecendo uma imagem clara dos materiais presentes.

A chave do método está na tecnologia das nanoantenas, capazes de criar uma superfície hidrofóbica (SERS) com camadas de alto e baixo atrito. Assim, essa diferença na textura faz com que as gotículas se movimentem de maneiras diferentes. Dessa forma, quando o revestimento da antena induz o atrito, faz com que as gotas de água parem, enquanto menos atrito faz com que as gotas de água deslizem sobre a superfície.

Evaporação por Leidenfrost em SERS

Essa antena também direciona e transporta as nanogotículas de maneira programável e reconfigurável. As nanoantenas possuem sensores ativos que aquecem a superfície do substrato para que a gota comece uma evaporação parcial assistida por Leidenfrost.

Dessa forma, o conteúdo da gota flutua em direção à nanoantena à medida que o líquido evapora. Para revelar o conteúdo da amostra, um raio laser é disparado para o local. O resultado do processo são impressões digitais vibracionais criadas pelos sinais de luz, proporcionando a detecção e a análise rápidas das moléculas presentes.

Todo esse processo acontece em apenas alguns minutos. Assim, o espectro de impressões digitais e a presença do coronavírus podem ser rapidamente identificados em um banco de dados que dá o diagnóstico preciso.

Equipamentos utilizados no diagnóstico

O equipamento utilizado pela equipe de pesquisadores processa as imagens com um método de análise de informações em três dimensões. Isso é possível por meio da emissão de uma luz plana polarizada que se difunde de forma linear e perpendicular à superfície da amostra.

No outro lado, uma câmera de infravermelho capta as imagens em dois momentos: antes de medir a temperatura da gota e durante o processo de aquecimento e evaporação. Com as duas imagens, os dados do movimento das partículas e da temperatura da superfície podem ser coletados e transformados em um gráfico, que apresenta uma curva de análise.

Apesar da urgência das pesquisas científicas por conta da pandemia, com uma série de resultados sendo publicados de forma preliminares, sem revisão, a pesquisa de Cheng e Zhou já foi revisada por pares e publicada na revista científica ACS Nano. A dupla de cientistas está buscando uma patente sobre o método e também financiamento a fim de fornecer o método para uso generalizado.

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Fontes: Science Daily Universidade Estadual de Virgínia, ACS Nano e US Food and Administration (FDA).