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AUSTIN, Texas – A tre anni dall’inizio della pandemia di COVID-19, eseguire test accurati rimane una sfida, tanto più che il virus è mutato nel tempo, diventando più contagioso con sintomi difficili da distinguere da quelli di altre malattie. Un nuovo dispositivo diagnostico in grado di distinguere tra COVID-19 e influenza, sviluppato dai ricercatori dell’Università del Texas ad Austin, cerca di risolvere questo problema fornendo allo stesso tempo opzioni di cura migliori e più portatili per le persone che non hanno accesso ai centri medici.

"Sebbene il COVID non sia una priorità per la maggior parte di noi come nel 2020, l'emergere di nuove varianti ha reso sempre più difficile differenziarlo da altre malattie infettive con sintomi simili, come il comune raffreddore e l'influenza stagionale", ha affermato Ray Chen , professore presso il Dipartimento di Ingegneria Informatica ed Elettrica della Famiglia Chandra e leader dello studio pubblicato su Applied Physics Review. "Il rilevamento tempestivo del COVID-19 è essenziale affinché i pazienti possano ricevere cure e per limitare la diffusione dell'epidemia."

La nuova tecnologia di test "lab-on-a-chip" si basa su una piattaforma basata su chip fotonico compatibile con semiconduttori di ossido di metallo complementare al silicio che Chen e il suo team stanno sviluppando da diversi anni. L’obiettivo è fornire strumenti diagnostici di qualità da laboratorio, riducendoli a dimensioni portatili in modo che possano raggiungere le persone in aree isolate.

Alla fine, i ricercatori mirano a utilizzarlo per testare dozzine di malattie diverse in un unico campione, tra cui COVID-19, influenza, altri coronavirus e persino alcuni tipi di cancro.

"La prospettiva che il COVID-19 rimanga parte della vita a lungo termine sottolinea l'urgente necessità di test rapidi e di differenziazione delle infezioni con sintomi simili", ha affermato Chen. "La nostra piattaforma di biosensing fornisce una soluzione promettente per superare la sfida e promuovere lo sviluppo di strumenti diagnostici migliorati presso il punto di cura."

Oggi, il gold standard per i test COVID sono i test PCR. Questi sono il passo successivo rispetto ai test casalinghi che possono essere trovati nelle farmacie di tutto il paese.

Sono estremamente accurati nel rilevare il virus, anche a piccole concentrazioni nelle prime fasi della malattia. Tuttavia, per funzionare, richiedono laboratori di grandi dimensioni, attrezzature costose e personale medico qualificato.

Negli ultimi anni, diversi altri gruppi di ricerca hanno sviluppato soluzioni di test “lab-on-a-chip” come potenziale alternativa alla PCR. Ma molti di questi non erano abbastanza sensibili da rilevare il virus nelle fasi iniziali o quando la sua concentrazione nel campione era bassa.

La nuova piattaforma di test supera questa sfida, oltre alla sua capacità di distinguere tra malattie. È dotato di un chip microfluidico a doppio strato a forma di “Y”, che può testare più campioni contemporaneamente, un supporto stampato in 3D e un imballaggio specializzato.

La piattaforma è di natura basata sulla luce. Utilizza risonatori a microanello a reticolo di lunghezza d'onda secondaria costituiti da una serie di pilastri con un periodo inferiore alla lunghezza d'onda operativa e dotati di un'ampia regione di rilevamento, che semplifica il rilevamento di campioni a bassa concentrazione.

Il team del progetto comprende Shupeng Ning, Kang-Chieh Fan, Po-yu Hsiao, Chenghao Feng e Devan Shoemaker, tutti membri del Dipartimento di ingegneria elettrica e informatica della famiglia UT Austin Chandra; e Hao-Chen Chang di Omega Optics, una startup con sede ad Austin fondata da Chen per commercializzare le sue scoperte. Il progetto è finanziato attraverso sovvenzioni del Centro di ricerca AFOSR MURI sulle nanomembrane di silicio, del National Institutes of Health, del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e dell'esercito americano.

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Nat LevyCockrell School of Engineering: [email protected]