מערכת מופעלת קולית לטיפול ב-DNA ללא ידיים, בטוח יותר

מדענים העובדים עם דגימות המכילות פתוגנים צריכים לעבוד עם הכמויות הקטנות ביותר האפשריות כדי למנוע זיהום מקרי. ועבור מחלות חיידקיות מדבקות מאוד, ניתוח דגימות באתר הוא אידיאלי לאבחון מהיר. בנוסף, מדענים שיש להם ליקויי ראייה או פיזיים אחרים עשויים להתקשות להפעיל מכשירים מורכבים, במיוחד כאלה המיועדים לנפחים זעירים. מכשירי דיבורית הפועלים במהירות באמצעות פקודות קוליות יכולים להפוך את התהליך הזה לקל ובטוח יותר. אז, Tae Seok Seo ועמיתיו רצו לשלב אפליקציית זיהוי דיבור עם מערכת חילוץ ממוזערת כדי לעשות זאת.

החוקרים יצרו תחילה שבב מיקרופלואידי עם מספר תאים המחוברים ביניהם על ידי שישה שסתומי סולנואיד תלת כיווני, שהופעלו על ידי מיקרו-בקר המחובר למודול בלוטות'. המכשיר בגודל כף היד שקל רק 11 אונקיות והוא יכול להיות מופעל על ידי סוללה ניידת או מטען סמארטפון 5V. לאחר מכן, באמצעות תוכנת זיהוי דיבור קיימת, הצוות התאים אישית אפליקציה לסמארטפון כדי להאזין לפקודות קוליות ספציפיות. ככה זה עובד:

• ברגע שמשתמש אומר אחת מפקודות הפעולה בקול רם, האפליקציה שולחת באופן אלחוטי אות התחלה למיקרו-בקר.
• לאחר קבלת האות, המיקרו-בקר מתחיל באופן אוטומטי סדרה של שלבים, כולל טעינת דגימות, שטיפה ושחרור ה-DNA המטוהר לתא איסוף.

המערכת כרגע מחייבת את המשתמש לגעת בסמארטפון כדי להפעיל את תוכנת זיהוי הדיבור, אך החוקרים טוענים כי כל הפעולה יכולה להתבצע בעתיד לחלוטין ללא ידיים עם תוספת של תוכנת עוזר וירטואלי.

בבדיקות, המכשיר הנשלט בקול הוציא ממנו DNA סלמונלה טיפימוריום, טיהור דגימה של 10-µL ביעילות של 70% תוך פחות מדקה. למרות שלמערכת היו ביצועים נמוכים יותר מאשר ערכת מיצוי DNA מסורתית, החוקרים אומרים שהשליטה הקולית, הניידות והאוטומציה המהירה שלה נותנים לה יתרון לבדיקת DNA חיידקית נוחה ובטוחה.

המחברים מכירים במימון מפרויקט המחקר והפיתוח של טכנולוגיית הבריאות של קוריאה/המכון לפיתוח תעשיית הבריאות של קוריאה (KHIDI); משרד הבריאות והרווחה של דרום קוריאה; ותוכנית המצוינות למחקר הנדסי של קרן המחקר הלאומית של קוריאה.