Máy đo nồng độ do nhóm nghiên cứu ở Đại học Brown phát triển có thể phát hiện ARN của nCoV trong hơi thở của người nhiễm bệnh và trong không khí.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Molecular Diagnostics, các nhà khoa học mô tả thiết kế và thử nghiệm một máy đo nồng độ gọi là Bubbler dựa vào ARN của virus để chẩn đoán Covid-19. Tên gọi của sản phẩm đến từ âm tham giống tiếng bong bóng nổ khi bệnh nhân thở vào thiết bị.
Bộ kit Bubble được xử lý trong hộp áp suất âm để ngăn lây nhiễm trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: William G. Fairbrother)
Bubbler không chỉ đảo ngược phiên mã ARN từ hạt virus trong không khí thành ADN để xét nghiệm qua kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase (PCR) mà còn tạo mã vạch ADN đó, cho phép liên kết trực tiếp mẫu vật với bệnh nhân. Thiết bị có thể sử dụng cho nhiều mẫu gộp cùng lúc, cung cấp thêm thông tin như tải lượng virus, nhận dạng chủng virus, cho phép tiến hành xét nghiệm tại nhà.
Cách phát hiện virus của Bubbler tương tự xét nghiệm PCR với dịch mũi - họng ở bệnh viện. Tuy nhiên, biện pháp này tốt hơn đối với kiểm soát nguy cơ lây nhiễm do phát hiện hạt virus trong không khí. Bubbler cũng có thể được điều chỉnh để lấy mẫu vật trong môi trường như bệnh viện, nhà ga, công sở, tàu thuyền và máy bay.
70 bệnh nhân điều trị ở Khoa cấp cứu tại bệnh viện Rhode Island từ tháng 5/2020 đến tháng 1/2021 được sàng lọc trong nghiên cứu. Các nhà khoa học lấy mẫu bệnh phẩm từ 3 điểm ở đường hô hấp. Mẫu vật từ miệng (nước bọt/lưỡi) và từ 15 giây thở ra qua Bubbler được so sánh với que lấy mẫu dịch mũi - họng thông thường của xét nghiệm PCR. Với Bubbler, bệnh nhân thở ra qua ống thủy tinh nhỏ. Chiếc ống chứa hỗn hợp phản ứng phiên mã ngược và dầu khoáng lạnh.
Nhóm nghiên cứu xác định có thể phát hiện nCoV trong hơi thở. ARN của virus trong hơi thở dồi dào hơn so với trong mẫu bệnh phẩm từ miệng. Trong khi đó, mẫu bệnh phẩm từ miệng chứa tế bào liên quan tới hoạt động nhân lên của nCoV mà trong hơi thở không có. Điều này chứng tỏ dấu hiệu virus được phát hiện bởi Bubbler đến từ hạt virus đang hoạt động.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu William G. Fairbrother, giáo sư ở khoa sinh học phân tử, sinh học tế bào và sinh hóa học ở Đại học Brown tại Providence, Rhode Island, một lợi thế khác của Bubbler là mã vạch, cho phép xét nghiệm ARN virus với chi phí nhỏ hơn nhiều so với xét nghiệm thông thường.
Các nhà nghiên cứu cũng chứng minh Bubbler có thể được điều chỉnh để phát hiện virus ở mẫu vật trong không khí. Nhằm lập mô hình chuyển động của giọt bắn ra từ hơi thở con người, 3 mẫu axit nucleic được thêm vào máy phun sương tạo độ ẩm ở 3 địa điểm với khoảng cách khác nhau tính từ Bubbler. Kết quả hé lộ tiềm năng sử dụng axit nucleic để lập bản đồ luồng khí trong nhà và phát hiện nCoV trong không khí.