Исследователи из Университета Карнеги-Меллона (CMU) напечатали на 3D-принтере датчик, который может идентифицировать антитела Covid-19 примерно за 10 секунд. Созданная с использованием запатентованного компанией Optomec процесса аэрозольной струйной печати (AJP) поставщика систем аддитивного производства, эта технология может позволить клиницистам мгновенно и точно определить, инфицирован ли кто-то коронавирусом.

Рахул Панат, доцент кафедры машиностроения CMU, возглавил команду, которая разработала 3D-печатный датчик.

«Моя исследовательская группа работала над 3D-печатными высокопроизводительными датчиками для обнаружения дофамина, химического вещества в мозге, когда мы поняли, что можем адаптировать нашу работу для тестирования Covid-19», — сказал он. «Мы переместили наши исследования, чтобы применить наш опыт в борьбе с этой разрушительной пандемией. Процесс аэрозольной струи имел решающее значение для создания датчика с высокой чувствительностью и скоростью ».

carnegie mellon university develops 10 second covid 19 test using optomec aerosol jet process 3d printing industry 2bdb0f7

Рахул Панат у струйного 3D-принтера. Изображение предоставлено Инженерным колледжем / Университетом Карнеги-Меллона.

Технология аэрозольной струи Optomec

Несмотря на то, что процесс AJP был коммерциализирован компанией Optomec, первоначально он был рожден из проекта Mesoscale Integrated Conformal Electronics (MICE), финансируемого DARPA, в конце 1990-х. В рамках проекта изучались производственные процессы, позволяющие наносить различные материалы практически на любую подложку.

В своем нынешнем виде AJP может производить материалы с мелкими деталями до 10 микрон, которые обладают высокоточными проводящими и непроводящими свойствами. В этом процессе формируются структуры с использованием маленьких капель металла, напоминающих чернила, которые могут прилипать к готовым поверхностям. Некоторые из приложений, в которых используется AJP, включают электронику, аэрокосмическую промышленность, производство медицинских устройств, датчики и многое другое.

Технология AJP Optomec использовалась несколькими фирмами для производства электронных схем и устройств с высоким разрешением, таких как тензодатчики, беспроводные трансиверы Bluetooth и небольшие микросхемы цифро-аналоговых преобразователей.

В конце прошлого года Optomec объявила о поставке своего 500-го 3D-принтера, около 300 из которых состоят из систем AJP.

carnegie mellon university develops 10 second covid 19 test using optomec aerosol jet process 3d printing industry 4c50499

Устройство размером с четверть доллара США. Изображение предоставлено Инженерным колледжем / Университетом Карнеги-Меллона.

Датчик

Чтобы создать датчик, исследователи использовали AJP для точной и быстрой печати капель чернил, содержащих наночастицы, для получения крошечных столбиков золотых электродов, которые затем были покрыты восстановленным оксидом графена. Это грубое покрытие позволяет антителам Covid связываться с электродами.

Благодаря особой геометрии и характеристикам поверхности 3D-печатной структуры клиницисты смогли мгновенно и точно обнаружить антитела Covid-19 в крошечной капле крови. Даже при очень низких концентрациях два антитела вируса можно идентифицировать с помощью электрохимической реакции, обнаруживаемой датчиком в портативном микрофлюидном устройстве. Затем результаты немедленно отправлялись на смартфон, и они были доступны в течение 10-15 секунд. Исследователи также изучают, как эта платформа может облегчить обнаружение вируса, пока он активен, в дополнение к его антителам.

На недорогой датчик размером с квартал США есть предварительный патент. Устройство также можно очистить очень быстро, что позволяет выполнять несколько последовательных измерений и, в конечном итоге, ускорять процесс тестирования.

Исследователи полагают, что этот тест может не только сыграть ключевую роль в понимании пути и концентрации пандемии Covid-19, но также потенциально может помочь обнаружить другие вирусы, такие как Зика, Эбола и ВИЧ.

Номинации на премию 3D Printing Industry Awards 2020 еще открыты, дайте нам знать, кто сейчас возглавляет отрасль.

Четвертое издание конкурса 3D Printing Industry Awards Trophy Design Competition находится в стадии реализации. Введите свой дизайн и получите шанс выиграть 3D-принтер CraftBot Flow.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На представленном изображении показан интерфейс мобильного телефона, который предоставляет результаты теста на антитела. Изображение предоставлено Инженерным колледжем / Университетом Карнеги-Меллона.

Теги Оптомик Университета Карнеги-Меллона Рахул Панатcarnegie mellon university develops 10 second covid 19 test using optomec aerosol jet process 3d printing industry c8d8d56

Хейли Эверетт

Хейли — технологический журналист в 3DPI и имеет опыт работы в B2B-публикациях, посвященных производству, инструментам и велоспорту. Писая новости и статьи, она проявляет большой интерес к новым технологиям, которые влияют на мир, в котором мы живем.


Источник