Bacteriële infectie in no-time gedetecteerd via smartphone

Een onderzoeksteam aan de McMaster University in Canada heeft een manier gevonden om zonder labanalyse een bacteriële infectie binnen een uur te diagnosticeren. Afgelopen week publiceerde het wetenschappelijke tijdschrift Nature Chemistry het proof-of-concept onderzoek.

Het team, bestaande uit ingenieurs, biochemici en medische specialisten, maken gebruik van een lab-on-a-chip (LOC) methode. Daarmee is het mogelijk om laboratoriumfuncties te integreren op een minuscule chip. De manier van meten is te vergelijken met een glucosemeter die diabetespatiënten inzetten. Voor het meten van de bloedsuiker nemen diabetici een vingerprikje bloed af. Dit houdt de patiënt tegen een teststrip, die is bevestigd aan de glucosemeter.

De onderzoekers hanteren een vergelijkbare methode. Ze voegen het lichaamsmateriaal (bloed, urine, speeksel) van echte patiënten toe aan een microchip. In dit geval detecteren moleculen in de chip de aanwezigheid van bepaalde proteïnen die op een infectie wijzen. De patiënt of arts bevestigt het meetapparaatje, ter grootte van een USB stick, aan een smartphone. Volgens het onderzoeksteam is er minder dan een uur nodig om de resultaten te vergaren.

Opsporen veelvoorkomende ziektes

Met name urineweginfecties kunnen, aan de hand van klinische samples, met een hoge mate van nauwkeurigheid worden gediagnosticeerd. De onderzoekers breiden het onderzoek uit om ook andere kwaadaardige bacteriën en virussen in het lichaam vast te stellen. Zo wordt de haalbaarheid onderzocht om de eerste signalen van kanker op te sporen. Ook wordt de techniek inmiddels ingezet om COVID-19 snel en nauwkeurig op te sporen.

Het onderzoeksteam maakt gebruik van specialisten met een achtergrond in de elektrochemische technologie en biochemische technologie. Ook namen artsen, met als specialisme infectieziekten, deel aan het onderzoek. Volgens hen heeft deze combinatie van specialismen geleid tot de ontwikkeling van deze vooruitstrevende methode. Een van de onderzoekers is Leyla Soleymani. Ze is coauteur van de paper. Ze stelt dat met deze techniek, de kans op gezondheidscomplicaties afneemt. Het vroegtijdig ingrijpen met medicatie leidt tot een snellere genezing. Ook voorkomen we uitbraken van infectieziekten en dringen we het onnodige antibioticagebruik terug.

Meer inzet van LOC technologie

Met name biowetenschappers en ingenieurs stuwen de groei van minuscule meetapparatuur om de gezondheid te meten. Door de nauwkeurigheid van meten en de lagere productie- en ontwikkelingskosten, beginnen steeds meer start-ups dergelijke technieken te ontwikkelen.

Onlangs vroegen Amerikaanse wetenschappers een patent aan voor een chip die binnen minuten de bloedgroep van patiënten vaststelt. Zo kunnen ernstig gewonde patiënten direct worden geholpen met een bloedtransfusie. Afgelopen jaar ontwikkelden Britse onderzoekers van het Imperial College in Londen de TriSilix chip. Daarmee kan een PCR test op accurate wijze worden uitgevoerd op een klein mobiel apparaatje.

Het grootste probleem is de toenemende vraag naar halfgeleiders. Met name voor de productie van consumentenelektronica. Tijdens de coronacrisis sloten veel fabrieken hun deuren en ontstond een logistieke achterstand. Dit heeft tot een mondiaal chiptekort geleid. De Amerikaanse overheid beloofde in het voorjaar om 37 miljard dollar beschikbaar te stellen voor de bouw van nieuwe chipfabrieken in de Verenigde Staten. Dat biedt meer ruimte voor de toepassing van lab-on-a-chip technologieën binnen de medische sector.