Het werkt net zo goed: een goedkoop Covid testlab met een Arduino, een harde schijf op een smartphone-accu en een 3D-printer als PCR-test voor het opsporen van covid. Het past in een rugzak en is een geschikt hulpmiddel voor de inzet van tests in armere landen. Onderzoekers van een universiteit van Londen ontwikkelden een rugzak-lab voor 45 Euro. Het goedkope open-source testsysteem voor Sars-CoV-2 berust op alledaagse voorwerpen zoals een harde schijf van een computer, een batterij van een mobiele telefoon en een thermosfles.
Alles in een kleine rugzak: de CentriDrive centrifuge, een koelbox voor de reagentia, een thermosfles, een digitale thermometer en twee pipetten. En er is zelfs nog wat ruimte over. (De liniaal is alleen ter aanduiding van de grootte). (Afbeelding: Smoukov, Lin et al., 2022, PLOS ONE.)
Goedkoop Covid testlab van de Queen Mary University of London
Onderzoekers van de Queen Mary University of London hebben een goedkoop minilaboratorium voor COVID-tests ontwikkeld dat in een rugzak past en in totaal slechts 51 dollar kost. Het is de bedoeling dat met name armere landen kunnen beschikken over uitgebreide testmogelijkheden, aldus projectleider Stoyan Smoukov. De onderdelen zijn relatief gemakkelijk verkrijgbaar, 3D-printbaar of gemaakt van alledaagse voorwerpen.
Het team van Smoukov heeft alle hardware- en softwaregegevens voor het gebruikte Arduino-platform gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift PLOS One, evenals gedetailleerde instructies voor de montage en het gebruik, zodat niet alleen medisch personeel maar ook minder getrainde mensen het laboratorium kunnen bedienen, de acht kleurgecodeerde reagentia kunnen gebruiken en de resultaten op basis van een kleurreactie kunnen begrijpen.
Doe-het-zelf en recycling voor het mobiele PCR-testlab
Het hart van het minilab is een centrifuge, CentriDrive gedoopt, waarin een harde schijf van een pc die door een batterij wordt gevoed, een monsterhouder doet ronddraaien. “Harde schijven met roterende spindels hebben een zeer efficiënt en stabiel ontwerp. In de meeste gevallen werken deze technische hoogstandjes nog steeds in computers die zijn afgedankt,” schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift “PLOS One”. De spindelmotoren hebben een relatief lange levensduur van drie tot vijf jaar en kunnen met een goedkope potentiometer op de gewenste snelheid worden ingesteld.
Goedkoop Covid testlab met mobieltje en 3D-printer
De onderzoekers maakten de monsterhouder met een 3D-printer. De batterij van de mobiele telefoon kan worden aangesloten op een autoaccu om op te laden. Smoukov schat dat één batterijlading genoeg is voor ongeveer 1.000 monsters. Alles bij elkaar kost de CentriDrive slechts zo’n 28 dollar en helpt hij ook nog eens bij het recyclen van elektronica, zegt de onderzoeker verheugd.
Zijn team heeft bewust niet gekozen voor een goedkope PCR-versie voor de detectiemethode, omdat je daarmee “de monsters nog steeds herhaaldelijk moet verhitten en afkoelen”, legt de projectleider uit. Dat zou het minilab te complex en te duur hebben gemaakt. In plaats daarvan vereenvoudigden zij de even doeltreffende RT-LAMP-test (RT-LAMP staat voor “reverse transcription loop-mediated isothermal amplification”). Hier worden de monsters verwarmd tot één constante temperatuur en in plaats van een onaangename keel- en neusslijmvliesafname, is voor de test alleen een beetje speeksel nodig.
Alles in één oogopslag: a) de CentriDrive, b) de circuits van de CentriDrive, c) alle reagentia voor de LAMP-test. (Afbeelding: Smoukov, Lin et al., 2022, PLOS ONE.)
90 minuten voor zes parallelle Sars-CoV-2 tests
Volgens de Londense onderzoekers spoort hun minilab het Sars-CoV-2-virus op een vergelijkbaar doeltreffende manier op als commerciële PCR-tests en kan het volgens voorlopige tests een lage virale lading van maximaal vier virusdeeltjes per microliter opsporen.
Voor een nauwkeuriger validatie zijn gecontroleerde studies met patiënten gepland, die verstorende variabelen aan het licht moeten brengen en de gevoeligheid en specificiteit nauwkeuriger moeten maken.
Tijdens tests had het systeem slechts 90 minuten nodig om zes monsters parallel te evalueren. De acht chemische reagentia plus wegwerpverpakkingen en pipettips kosten 3,50 dollar per monster.
Commerciële LAMP-testkits daarentegen kosten tussen zes en 20 euro (vijf tot 17 pond) in de groothandel. Een LAMP-vlieggeschiktheidstest op, laten we zeggen, de luchthaven London Heathrow kost minstens 100 euro (85 pond) en levert binnen twee uur resultaat op.
“Veel mensen gaan ervan uit dat de personeelskosten voor dergelijke commerciële tests zeer hoog zijn. Maar het is maar een pond per test, dus in dit geval is het een procent. Hopelijk motiveert dit de zoektocht naar verdere manieren om de kosten van tests te drukken,” zegt Smoukov.
Na twee jaar pandemie, zo zegt hij, gaat het niet langer om noodgeval-prijzen met buitengewone risico’s. “Tests moeten voor iedereen beschikbaar zijn, omdat we nog jaren met COVID moeten leven en die kostenbesparing waarschijnlijk ook nodig zullen hebben om andere ziekten op te sporen.”
Voor langdurige inzet moeten de reagentia worden gekoeld; voor korte inzet van één tot twee dagen buiten ziekenhuizen kunnen ze gekoeld worden vervoerd in piepschuimdozen met droog ijs, aldus Smoukov. Ter plaatse zouden ze het nog een paar uur uithouden zonder koeling.
Hij hoopt dat de test op brede belangstelling kan rekenen. Tot dusver hebben ziekenhuizen en farmaceutische bedrijven uit India en Pakistan reeds te kennen gegeven dat er behoefte is aan besprekingen, bijvoorbeeld om nauwkeurigere validatiestudies uit te voeren.
MIT Technology Review
Door Veronika Szentpetery-Kessler
