Dispositif MobileLAMP abordable et portable pour les tests génétiques
MobileLAMP propose une solution simple et à bas prix pour les tests génétiques.
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Table des matières
Ces dernières années, une méthode appelée amplification isotherme a attiré l’attention comme une alternative plus simple à la technique plus traditionnelle connue sous le nom de PCR pour tester le matériel génétique. L'une des méthodes isothermes les plus populaires est l'amplification isotherme médiée par boucle (LAMP). Cette technique présente certains avantages, comme sa facilité d'utilisation et la rapidité des résultats, ce qui en fait un choix privilégié pour divers tests, y compris ceux liés à des maladies comme le COVID-19, le paludisme, le VIH et la tuberculose.
C'est quoi LAMP ?
LAMP est une méthode qui permet aux scientifiques de faire beaucoup de copies d'une séquence d'ADN ou d'ARN spécifique. Ce processus est essentiel pour diagnostiquer des infections et d'autres conditions. Le design simple de LAMP implique moins de composants par rapport aux méthodes traditionnelles comme la PCR, ce qui la rend plus facile à réaliser sans avoir besoin d'équipements très spécialisés. Par contre, un inconvénient est que concevoir les bons amorces, qui sont cruciales pour le succès du test, peut être compliqué.
Besoin d'un bon dispositif d'incubation
Un des défis avec LAMP est qu'il faut un appareil pour garder la température constante pendant la réaction. Contrairement à la PCR, qui a besoin de machines qui changent beaucoup de température, LAMP fonctionne mieux à une température stable. La plupart des appareils disponibles pour maintenir cette température constante peuvent être compliqués et chers, rendant leur utilisation difficile dans les endroits avec des ressources limitées.
Développement de MobileLAMP
Pour résoudre le problème d'avoir un équipement adapté pour LAMP, le dispositif MobileLAMP a été créé. Ce nouvel appareil est abordable, portable et facile à assembler. Il peut être alimenté par des sources USB 5V courantes, comme les chargeurs de téléphone, ce qui le rend accessible même dans des zones reculées.
Le coût total de construction d'un MobileLAMP est inférieur à 5 $. Cela comprend toutes les pièces nécessaires pour sa construction, ce qui le rend beaucoup moins cher par rapport à d'autres dispositifs LAMP disponibles aujourd'hui. Le design de MobileLAMP est suffisamment simple pour qu'une personne ayant des compétences de base puisse le construire sans avoir besoin de connaissances techniques avancées.
Pièces du MobileLAMP
Composants électriques
MobileLAMP utilise un petit module thermostat appelé W1209, qui est peu coûteux et facile à trouver. Ce thermostat aide à régler et contrôler la température nécessaire pour les réactions LAMP. Il est accompagné d'un Capteur de température qui suit la chaleur en temps réel, garantissant que la réaction se déroule à la bonne température.
Composants mécaniques
L'appareil utilise un bloc en aluminium comme source de chaleur, souvent trouvé dans les imprimantes 3D, ce qui le rend peu coûteux et facile à remplacer si besoin. Le design inclut des trous pour maintenir à la fois la source de chaleur et les tubes de réaction en toute sécurité.
Pièces imprimées en 3D
De nombreuses pièces de MobileLAMP sont fabriquées avec l'impression 3D, ce qui permet une production rapide. Le design inclut un boîtier qui garde tout ensemble, avec des boutons pour que les utilisateurs puissent contrôler l'appareil. Ces pièces peuvent être fabriquées à partir de matériaux largement disponibles, réduisant encore les coûts.
Comment construire MobileLAMP
Pour assembler le MobileLAMP, tu commences par placer la partie inférieure du boîtier en place. Ensuite, insère le capteur de température et le bloc de chaleur avant de tout fixer avec des vis. Vient ensuite le câblage des composants électriques, en s'assurant que les connexions sont correctement faites selon un schéma électrique.
Une fois que les composants sont connectés, tu peux placer le haut du boîtier sur la partie inférieure et tout sécuriser ensemble. Ce processus d'assemblage simple permet à n'importe qui de créer facilement son propre appareil.
Utilisation de MobileLAMP
Instructions de fonctionnement
Pour utiliser MobileLAMP, branche-le à une source d'alimentation 5V. L'utilisateur peut régler la température souhaitée à l'aide des boutons fournis sur l'appareil. Le module W1209 affichera la température actuelle, permettant aux utilisateurs de savoir quand elle s'est stabilisée au bon niveau de chaleur.
Une fois la température atteinte, tu peux placer ton tube de réaction LAMP dans le bloc de chaleur et le sécuriser. La réaction doit être autorisée à se dérouler pendant un temps spécifié, après quoi tu peux retirer le tube et vérifier s'il y a des changements visibles, comme des variations de couleur, indiquant la présence du matériel génétique ciblé.
Avantages de MobileLAMP
MobileLAMP offre plusieurs avantages par rapport aux dispositifs LAMP existants. Son faible coût le rend accessible à plus de gens, en particulier dans les zones avec des ressources limitées. La simplicité de son design signifie également qu'il peut être rapidement mis en place, ce qui est utile dans des situations urgentes où des tests sont nécessaires rapidement.
Un autre avantage clé est sa portabilité. Comme il peut fonctionner sur des sources d'alimentation USB standard, le MobileLAMP peut être utilisé dans divers endroits, y compris à la maison, au travail ou même sur des sites éloignés. Cela pourrait potentiellement augmenter l’efficacité des tests dans des régions où l'accès aux laboratoires traditionnels est limité.
De plus, le caractère open-source de MobileLAMP signifie que tout le monde intéressé peut modifier et améliorer le design, favorisant un esprit collaboratif dans la communauté. Cet aspect encourage l'innovation et pourrait mener à de nouvelles améliorations à l'avenir.
Limitations de MobileLAMP
Malgré ses nombreux avantages, MobileLAMP a aussi certaines limitations. Une restriction notable est qu’il ne peut tenir qu'un tube de réaction à la fois. Cela signifie que tu ne peux pas faire un échantillon de contrôle en même temps que ton échantillon cible, ce qui peut être un inconvénient pour valider les résultats.
Une autre limitation est l'absence d'un couvercle chauffant sur la chambre de réaction. Les couvercles chauffants sont souvent utilisés dans les dispositifs commerciaux pour éviter l'évaporation et garantir que les réactifs se mélangent uniformément. Bien que les utilisateurs puissent atténuer ce problème en utilisant de l'huile sur le liquide, cela nécessite des étapes supplémentaires qui peuvent compliquer le processus.
Conclusion
MobileLAMP représente une avancée prometteuse dans le domaine des tests d'acides nucléiques. Son faible coût, sa facilité d'utilisation et sa portabilité en font un outil précieux pour tester le matériel génétique dans diverses situations. Bien qu'il ait certaines limitations, son design et sa mise en œuvre ouvrent de nouvelles possibilités pour l'accessibilité dans le diagnostic médical, surtout dans les zones sous-financées. MobileLAMP peut aider à améliorer le test et le suivi des maladies infectieuses, soutenant finalement les initiatives de santé publique dans le monde entier.
Titre: MobileLAMP: A portable, low-cost, open-source device for isothermal nucleic acid amplification
Résumé: 1Isothermal amplification-based methods for pathogen DNA or RNA detection offer high sensitivity, rapid detection, and the potential for deployment in remote fields and home testing. Consequently, they are emerging as alternatives to PCR and saw a surge in research activity and deployment for the rapid detection of SARS-CoV-2 during the Covid-19 pandemic. The most common isothermal DNA detection methods rely on minimal reagents for DNA amplification and simple hardware that can maintain isothermal conditions and read-out a fluorescent or colorimetric signal. Many researchers globally are working on improving these components based on diverse end-user needs. In this work, we have recognized the need for an open-source hardware device for isothermal amplification, composed of off-the-shelf components that are easily accessible in any part of the world, is easily manufacturable in a distributed and scalable way using 3D printing, and that can be powered using a wide diversity of batteries and power sources. We demonstrate the easy assembly of our device design and demonstrate its efficacy using colorimetric LAMP for both RNA and DNA targets.
Auteurs: Jennifer C Molloy, M. Bhupathi, S. Hegde, G. C. R. Devarapu
Dernière mise à jour: 2024-02-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.13.580127
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.13.580127.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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