I ricercatori della Carnegie Mellon University (CMU) hanno stampato in 3D un sensore in grado di identificare gli anticorpi Covid-19 in circa 10 secondi

LA CARNEGIE MELLON UNIVERSITY SVILUPPA UN TEST COVID-19 DI 10 SECONDI UTILIZZANDO IL PROCESSO OPTOMEC AEROSOL JET

I ricercatori della Carnegie Mellon University (CMU) hanno stampato in 3D un sensore in grado di identificare gli anticorpi Covid-19 in circa 10 secondi. Prodotto utilizzando il processo brevettato Aerosol Jet Printing (AJP) del fornitore di sistemi di produzione additiva Optomec , la tecnologia potrebbe consentire ai medici di rilevare istantaneamente e con precisione se qualcuno è stato infettato dal coronavirus.

“Il mio team di ricerca stava lavorando su sensori ad alte prestazioni stampati in 3D per rilevare la dopamina, una sostanza chimica nel cervello, quando ci siamo resi conto che potevamo adattare il nostro lavoro per i test Covid-19”, ha detto. “Abbiamo spostato la nostra ricerca per applicare la nostra esperienza per combattere questa devastante pandemia. Il processo Aerosol Jet è stato fondamentale per produrre un sensore con sensibilità e velocità elevate “.

Rahul Panat alla stampante 3D a getto di aerosol. Immagine tramite College of Engineering / Carnegie Mellon University.
Processo Aerosol Jet di Optomec

Sebbene commercializzato da Optomec, il processo AJP è nato originariamente da un progetto Mesoscale Integrated Conformal Electronics (MICE) finanziato dalla DARPA alla fine degli anni ’90. Il progetto ha studiato i processi di produzione in grado di depositare una varietà di materiali praticamente su qualsiasi substrato.

Nella sua forma attuale, AJP è in grado di produrre materiali con caratteristiche fino a 10 micron, che possiedono proprietà conduttive e non conduttive altamente precise. Il processo vede la formazione di strutture utilizzando piccole goccioline di metalli simili a inchiostro che possono aderire a superfici pronte all’uso. Alcune delle applicazioni all’interno di AJP includono elettronica, aerospaziale, produzione di dispositivi medici, sensori e altro ancora.

La tecnologia AJP di Optomec è stata utilizzata da diverse aziende per produrre circuiti e dispositivi elettronici ad alta risoluzione , come sensori di deformazione , ricetrasmettitori Bluetooth wireless e piccoli chip di conversione da digitale ad analogico .

Alla fine dello scorso anno, Optomec ha annunciato la consegna della sua 500a stampante 3D , di cui circa 300 sono costituite da sistemi AJP.

Per creare il sensore, i ricercatori hanno utilizzato AJP per stampare in modo preciso e rapido goccioline di inchiostro contenenti nanoparticelle per produrre minuscoli pilastri di elettrodi d’oro, che sono stati poi rivestiti con ossido di grafene ridotto. Questo rivestimento ruvido consente agli anticorpi Covid di legarsi agli elettrodi.

A causa della geometria specifica e delle caratteristiche della superficie della struttura stampata in 3D, i medici sono stati in grado di rilevare istantaneamente e con precisione gli anticorpi Covid-19 da una minuscola goccia di sangue. Anche a concentrazioni estremamente basse, due anticorpi del virus potrebbero essere identificati attraverso una reazione elettrochimica rilevata dal sensore all’interno del dispositivo microfluidico portatile. I risultati sono stati quindi inviati immediatamente a uno smartphone, disponibile entro 10-15 secondi. I ricercatori stanno anche studiando come questa piattaforma possa facilitare il rilevamento del virus mentre è attivo, oltre ai suoi anticorpi.

Il sensore a basso costo, che ha all’incirca le dimensioni di un quarto degli Stati Uniti, ha un brevetto provvisorio. Il dispositivo può anche essere pulito molto rapidamente, consentendo più letture successive e, in definitiva, accelerando il processo di test.

I ricercatori ritengono che questo test non solo potrebbe svolgere un ruolo chiave nella comprensione del percorso e della concentrazione della pandemia Covid-19, ma potrebbe anche aiutare a rilevare altri virus come Zika, Ebola e HIV.

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