Nieuws
CoronaEspresso: met koffiecups thuis testen op het coronavirus
Het is nu mogelijk om van een koffiecup een goedkoop en duurzaam COVID-19-testapparaatje te maken. Dat blijkt uit onderzoek van Vittorio Saggiomo, assistent-professor in de BioNanoTechnology-groep (BioNT) van Wageningen University & Research, in samenwerking met TNO. Het nieuwe testsysteem, dat de naam ‘CoronaEspresso’ kreeg, is een doodgewone aluminium Nespresso-type koffiecup, gevuld met een goedkoop faseovergangsmateriaal op basis van paraffine. De cup is bedekt met een 3D-geprinte monsterhouder met ruimte voor vier testsamples tegelijk.
Het is een herbruikbaar apparaatje en het uitvoeren van de test bestaat uit het plaatsen van een klein (PCR of LAMP) buisje in de CoronaEspresso. Dit zogenoemde Eppendorfbuisje bevat een mengsel van chemische stoffen en enzymen waaraan het testsample is toegevoegd, net zoals in de grootschalige teststraten. Het geheel wordt dan gedurende een half uur geplaatst in water dat net van de kook is. Door de paraffine warmen de samples/monsters op tot 65 graden en houden die temperatuur gedurende 25 minuten vast. Daarmee kan een zogeheten LAMP-reactie plaatsvinden en is na die tijd de uitslag af te lezen aan de hand van een kleurverandering van de monsters. Er is verder geen lab nodig voor de testuitslag.
Over LAMP
LAMP (loop mediated isothermal amplification) lijkt op de bekende PCR test maar is goedkoper, minder veeleisend met betrekking tot de benodigde laboratoriuminfrastructuur en geeft sneller resultaten. Zo kan bij een constante procestemperatuur gewerkt worden. Dit in tegenstelling tot een nauw-omschreven opeenvolging van temperaturen en handelingen die nodig is bij de huidige PCR-methode. Plus dat die alleen met speciale apparatuur en in goed ingerichte labs mogelijk is. Het CoronaEspresso-minilabje kan worden gebruikt voor elke RNA/DNA-detectie met LAMP. In samenwerking met microbiologen van TNO in Zeist is de CoronaEspresso succesvol getest, zowel met synthetisch (SARS-CoV-2) RNA als met echte monsters van mensen. Hierbij bleek dat het de aan- of afwezigheid van het virus betrouwbaar aantoont.
Gecentraliseerd testen niet altijd nuttig
Toen het coronavirus zich begin 2020 over de wereld verspreidde, werd al gauw duidelijk dat veel testen en bron- en contactonderzoek belangrijk waren bij het bestrijden van de pandemie. Eerst waren de inspanningen vooral gericht op gecentraliseerde, snelwerkende faciliteiten en de bijkomende monstername, opslag, transport, testen en andere logistieke knelpunten.
“Gecentraliseerd testen is slechts tot op zekere hoogte nuttig en haalbaar wat betreft capaciteit. Voor het efficiëntere en doeltreffendere gedecentraliseerd testen (thuis, op school, op het werk) waren geen goede alternatieven beschikbaar”, legt Saggiomo uit. “De momenteel beschikbare thuistests, zijn op antilichamen gebaseerde tests. Dat is een andere techniek die vooral goed werkt bij hoge virusconcentraties, maar waarmee mensen met een minder hoge virusconcentratie negatief testen. Een LAMP-type thuistest met een vergelijkbare betrouwbaarheid als de PCR-test is dus van grote toegevoegde waarde. Bovendien kunnen antilichamen-type tests slechts één keer worden gebruikt en worden ze daarna weggegooid. Dat willen wij juist niet.”
Herbruikbaar, recyclebaar en goedkoop
Om dit hulpmiddel op grote schaal in te zetten bij het testen is voor de productie bijzonder weinig hardware nodig en het productieprotocol is heel eenvoudig. De aluminium cups en de speciale paraffine zijn op grote schaal beschikbaar en goedkoop. De CoronaEspresso kan bovendien lokaal en tegen lage kosten worden geproduceerd. De aluminiumcups worden momenteel al in grote aantallen geproduceerd en belangrijker nog, het proces en de logistiek voor recycling daarvan zijn al aanwezig omdat wereldwijd grote hoeveelheden Nespresso-type koffiecups worden gebruikt. Het faseovergangsmateriaal is een soort was en kan worden hergebruikt in bijvoorbeeld kaarsen. De 3D-geprinte houder is biologisch afbreekbaar. Ook is het eenvoudig alternatieven te ontwerpen, als er geen 3D-printer beschikbaar is.
De CoronaEspresso is geen hulpmiddel voor eenmalig gebruik, het kan meerdere keren worden gebruikt voor het opwarmen van monsters. Dit zolang de was niet in aanraking komt met water en de cup onbeschadigd blijft. De onderzoekers denken dat de CoronaEspresso, naast thuisgebruik, in het bijzonder interessant is voor gebruik op meer afgelegen plekken en bijvoorbeeld in lagere-inkomenslanden.
Test onder onderzoekers
De BioNanoTechnology-groep heeft inmiddels honderden CoronaEspresso’s gemaakt en deze gedeeld met onderzoekers die ze willen uitproberen. Met het oog op de toekomst proberen Saggiomo en medewerkers de monstername (op basis van neus-/keelswabs of speeksel) en praktische zaken omtrent de LAMP-reactiemengsels te optimaliseren.