Bir saat içinde sonuç veren ev tipi Kovid-19 testi

Cep telefonu ile kullanılan yeni bir teknoloji (Wyss Enstitüsü’nden bir fotoğraf)
Cep telefonu ile kullanılan yeni bir teknoloji (Wyss Enstitüsü’nden bir fotoğraf)
TT
20

Bir saat içinde sonuç veren ev tipi Kovid-19 testi

Cep telefonu ile kullanılan yeni bir teknoloji (Wyss Enstitüsü’nden bir fotoğraf)
Cep telefonu ile kullanılan yeni bir teknoloji (Wyss Enstitüsü’nden bir fotoğraf)

Son bir buçuk yılda yeni tip koronavirüs (Kovid-19) tanı testlerinin hızla gelişmesine rağmen, insanlardan alınan örneklerin büyük çoğunluğunun test edilmesi için hala laboratuvarlara gönderilmesi gerekiyor ve bu durum vakaları izleme hızını yavaşlatıyor. Nihayet Harvard Üniversitesi’ne bağlı Wyss Biyoloji’den İlham Alan Mühendislik Enstitüsü, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Boston bölgesindeki birkaç hastanedeki araştırmacılar, CRISPR teknolojisine dayalı ucuz bir tanı testi geliştirdiler. Söz konusu test, kullanıcıların SARS-CoV-2 virüsü ve varyantları ile enfekte olup olmadıklarını kendi başlarına tespit etmesini sağlıyor. İşlem herhangi bir ek cihaza ihtiyaç duyulmadan, tükürük örneği alınarak evde uygulanabiliyor.
MiSHERLOCK olarak adlandırılan cihazın kullanımı kolaydır ve bir akıllı telefon uygulaması aracılığıyla okunabilir. Cihaz, mobil uygulama tarafından bir saat içinde okunabilen ve doğrulanabilen sonuçlar sağlıyor. MiSHERLOCK, deneylerde virüsün üç farklı varyantını başarıyla ayırt edebildi. Söz konusu teknoloji, Delta varyantı gibi yeni varyantları tespit etmesi için hızlı bir şekilde uyarlanabilir. Cihaz, bir 3D yazıcı ve yaygın olarak bulunan bileşenler kullanılarak yaklaşık 15 dolara üretilebilir.
Science Advances dergisinde 6 Ağustos’ta yayınlanan bir çalışmada duyurulan MİSHERLOCK cihazı, insanlardan alınan örnekleri bir test merkezine nakletme ihtiyacına son veriyor ve numune hazırlama adımlarını büyük oranda kolaylaştırıyor. Bu durum hastalara ve doktorlara, bireyin ve toplumun sağlığının daha hızlı ve daha doğru bir resmini sağlıyor, dolayısıyla cihaz salgın yayılması sırasında son derece büyük bir önem teşkil ediyor.
Boston Çocuk Hastanesi'nden bir epidemiyolog ve Wyss Enstitüsü’nde misafir araştırmacı olan araştırmanın ortak yazarı Rose Lee, Wyss Enstitüsü web sitesinde yayınlanan raporda “Ekibimizi bu projeye yönlendiren, Kovid-19 test merkezlerindeki kalabalığa son vermek, küresel tedarik zincirlerine daha az bağlı olan doğru Kovid-19 teşhisleri sağlamak ve ortaya çıkmaya başlayan varyantların da doğru teşhis edilmesini sağlamaktır” dedi.
Wyss öğretim üyesi ve çalışmanın baş yazarı Jim Collins laboratuvarında üretilen cihaz, belirli yüksek hassasiyetli enzimatik mesajcıların kilidini açma (SHERLOCK) olarak adlandırılan bir teknolojiye ve CRISPR (Moleküler makas) teknolojisine dayanıyor.
SHERLOCK, DNA veya RNA’yı belirli konumlardan kesmek için CRISPR teknolojisini kullanıyor. Bu özel makas teknolojisi aynı zamanda, hedefin başarı ile kesildiğini göstermek için DNA’nın çevresindeki diğer parçalarını da kesiyor ve nükleik asitli moleküler probların üretilmesini sağlıyor.
Araştırmacılar, virüsün birçok varyantında da bulunan nucleoprotein adlı bir genin belirli bir bölgesinde SARS-CoV-2 RNA'sını kesmek için tasarlanan bir SHERLOCK reaksiyonu oluşturdular.
Cas12a adlı bir enzim olan moleküler makas, nucleoprotein genine başarılı bir şekilde bağlanıp kestiğinde, tek iplikli DNA probları da kesilir ve bu floresan sinyallerinin üretilmesini sağlar. Araştırmacılar aynı zamanda, Alfa, Beta ve Gama varyantı gibi, spike protein dizisindeki mutasyon geçiren bir grup varyantı tespit etmek için tasarlanmış ek testler de oluşturdular.
Ekip, tanı yöntemi olarak nazofaringeal sürüntü (burun ve boğazın arkasından bir örnek toplama) örnekleri yerine tükürük örneklerini kullanmayı seçti. SARS-CoV-2 virüsüne yönelik çalışmalar, virüsün tükürükte enfeksiyondan sonra daha uzun süre boyunca tespit edilebildiğini gösterdi.  Ancak tükürük yönetiminde, farklı molekülleri parçalaması ve yüksek oranda yanlış pozitiflere (False Positive) neden olan enzimler içermesi sebebiyle kendine özgü zorlukları da bulunuyor.
Araştırmacılar bu sorunu çözmek için yeni bir teknik geliştirdiler. İlk olarak, tükürüğe DTT ve EGTA adı verilen iki kimyasal madde eklediler, örneği 3 dakika boyunca 95 dereceye ye kadar ısıttılar, bu süreç işlenmemiş tükürükteki yanlış pozitif sinyalleri yok etti. Daha sonrasında RNA’yı kendi yüzeyinde tutmaması için tasarlanmış gözenekli bir zar eklediler. Bu da nihayet bir sonuç vermek için doğrudan SHERLOCK reaksiyonuna eklenmesini sağladı.
Tükürük örneğinin hazırlanması ve SHERLOCK reaksiyonunu tek bir tanıda birleştirmek için ekip, iki odacıklı, pille çalışan basit bir cihaz tasarladı. Odacıklardan biri ısıtılmış bir örnek hazırlama odacığı diğer ise reaksiyon odasıydı. Kullanıcı örnek hazırlama bölümüne tükürür, sıcaklığı açar ve tükürüğün filtreye gitmesi için 3 ila 6 dakika bekler. Kullanıcı filtreyi çıkarır ve onu reaksiyon odacığına koyar, ardından filtreyi hazneye bırakan bir pistona basar ve SHERLOCK reaksiyonunu etkinleştirmek için bir su haznesi delinir. 55 dakika sonra, kullanıcı renkli ışın ekranından reaksiyon odasına bakar ve bir floresan sinyalin olup olmadığını doğrular. Aynı zamanda, net bir pozitif veya negatif tanının konulması için akıllı telefonun kamerası ile kaydedilen görüntüleri analiz eden bir mobil uygulamada da kullanılabilir.
Araştırmacılar geliştirdikleri tanı cihazını 27 Kovid-19 hastasından ve 21 enfekte olmamış kişiden alınan tükürük örneklerini kullanarak test ettiler. MiSHERLOCK’un Kovid-19 pozitif hastaları yüzde 96 oranla, enfekte olmamış kişileri olmayan hastaları ise yüzde 95 oranda doğru bir şekilde tespit ettiği sonucuna vardı. Araştırmacılar cihazın Alfa, Beta ve Gamma varyantlarında da etkili olduğunu tespit etti.



Uzayda yaşam için kritik adım: Ay toprağından güneş paneli

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters
TT
20

Uzayda yaşam için kritik adım: Ay toprağından güneş paneli

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters

Bilim insanları, astronotların Ay'ı kullanarak uzayda yaşamamızı sağlayacak güneş panelleri inşa edebileceklerini öne sürdü.

Yeni araştırma, gelecekteki uzay kaşiflerinin enerji toplamak için kendi yollarını inşa etmelerine olanak tanıyarak bizi, bunları uzaya fırlatmak için yakıt ve kaynak tüketmek zorunda kalmaktan kurtarabilir.

Bu bulgular, simüle edilmiş Ay tozundan güneş panelleri üretmeyi başaran ve aynı şeyi gerçek Ay tozuyla da yapmanın mümkün olabileceğini öne süren araştırmacılara ait.

Çalışma, Ay'ın yüzeyinden su çıkarma ve oradaki tozdan evler için tuğla yapma olanaklarını inceleyen benzer araştırmaları takip ediyor.

Araştırmacıların yarattığı güneş pilleri de diğerleri gibi güneş ışığını enerjiye dönüştürebiliyor ve radyasyondan kaynaklanan hasara dayanabiliyor. Ancak bunu uzaya ağır güneş panelleri taşımak zorunda kalmadan yapabiliyorlar.

Almanya'daki Potsdam Üniversitesi'nden baş araştırmacı Felix Lang, "Şu anda uzayda kullanılan güneş pilleri inanılmaz, yüzde 30 hatta yüzde 40 verimliliğe ulaşıyorlar ancak bu verimliliğin bir bedeli var" diyor. 

Çok pahalılar ve kapak olarak cam veya kalın bir folyo kullanıldığı için nispeten ağırlar. Tüm bu pilleri uzaya taşımayı haklı çıkarmak zor.

Araştırmacılar bunun yerine, bu güneş pillerini uzayda üretmenin yollarını inceledi. Astronotların bunu yapmak için Dünya'da üretilen camı, Ay regolitinden ya da Ay'daki gevşek, kayalık yüzeyden yapılan camla değiştirmesi gerekiyor.

Bilim insanları bu sayede bir uzay aracının kütlesinin yüzde 99,4 oranında azaltılabileceği ve maliyetlerin de yüzde 99 oranında düşürülebileceğini söylüyor. Bunun da Ay'daki yerleşimleri daha kolay, hızlı ve ucuz bir şekilde inşa etmemize olanak sağlayacağını öne sürüyorlar.

Araştırmacılar planı test etmek için Ay'daki tozu temsil edecek şekilde tasarlanmış bir madde topladı. Bu maddeyi bir tür cam (Ay camı) haline getirerek bununla güneş pilleri yaptılar.

Bilim insanları Ay camını, güneş ışığını ucuz, kolay ve verimli bir şekilde elektriğe dönüştürme kabiliyeti nedeniyle bazen mucize malzeme diye adlandırılan perovskitle birleştirerek bunu üretti.

Lang, "Ağırlığı yüzde 99 oranında azaltınca, yüzde 30 oranında ultra verimli güneş pillerine ihtiyaç kalmaz, sadece Ay'da daha fazlasını üretmek gerekir" diyor.

Ayrıca bizim pillerimiz radyasyona karşı daha kararlıyken diğerleri zamanla bozuluyor.

Araştırmacılar güneş pillerine uzaydaki düzeyde radyasyon göndererek radyasyon becerilerini test etti. Standart cam uzayda kahverengiye dönüşürken, Ay camının doğal kahverengi tonu daha kararlı olmasını sağladığından, Ay camı pillerinin aslında Dünya'da yapılanlardan daha iyi olduğunu buldular.

Ekip, karmaşık bir saflaştırma süreci gerektirmeyen ve erimek için yalnızca yoğun güneş ışığına ihtiyaç duyan bu Ay camını yapmanın nispeten basit olduğunu keşfetti.

Ancak yine de başka zorluklar ortaya çıkabilir. Örneğin, Ay'daki düşük yerçekimi nedeniyle madde, farklı şekillerde biçim alabilir ve Ay'daki vakumda perovskitleri işlemek mümkün olmayabilir.

Araştırma, Device adlı hakemli dergide yayımlanan "Moon Photovoltaics utilizing Lunar Regolith and Halide Perovskites" (Ay Regoliti ve Halojenür Perovskitleri Kullanan Ay Fotovoltaikleri) başlıklı yeni bir makalede açıklanıyor.

Independent Türkçe