واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) برای بیش از ۳۰ سال، استاندارد طلایی در آزمایش‌های تشخیصی مولکولی بوده است که مواد ژنتیکی مانند مواد ژنتیکی را که از یک ویروس یا DNA انسان می‌آیند، شناسایی می‌کنند اما این روش، از جمله "واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس"(RT-PCR)، بیشتر در آزمایشگاه‌های بزرگ و متمرکز انجام می‌شود زیرا دستگاه‌های دقیق آن، بزرگ و گران هستند و ارائه نتایج نیز به زمان زیادی احتیاج دارد. علاوه بر این، برای اجرای آن به تکنسین‌های آموزش‌دیده نیاز است. این محدودیت‌ها به کمبود تشخیص دقیق و همچنین دشواری‌هایی در ارائه نتایج آزمایش، به ‌ویژه طی دوره همه‌گیری کووید-۱۹ منجر شده‌اند.

 به نقل از نیوز وایز،پژوهشگران "دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه کلمبیا"(Columbia Engineering)، یک پلتفرم مبتنی بر واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس ابداع کرده‌اند که نتایج را طی ۲۳ دقیقه ارائه می‌دهد و نتیجه آن با آزمایش‌های طولانی‌تر مطابقت دارد. از این روش می‌توان برای آزمایش طیف گسترده‌ای از بیماری‌های عفونی از جمله کووید ۱۹، آنفلوآنزا، گلودرد استرپتوکوکی و سایر بیماری‌های ویروسی استفاده کرد که به تشخیص سریع نیاز دارند. حساسیت این آزمایش، بیشتر از انواع دیگر آزمایش‌ها مانند آزمایش هم دما، آنتی‌ژن و کریسپر است، کیت آزمایشی آن به راحتی قابل حمل است و هر کسی می‌تواند از آن استفاده کند.

"سم سیا"(Sam Sia)، استاد مهندسی پزشکی دانشگاه کلمبیا گفت: هدف ما ایجاد پلتفرمی بود که بتوان از آن در مکان‌هایی که ارائه نتایج سریع مهم است از جمله داروخانه‌ها، مراکز حمل‌ونقل، رویدادهای عمومی و در شرکت‌هایی که سلامتی کارمندان را بررسی می‌کنند، استفاده کرد.

این سیستم با همکاری یک استارتاپ فعال در حوزه زیست فناوری موسوم به "Rover Diagnostics" ابداع شده است که در سال ۲۰۱۸ توسط سیا و "مارک فاسیانو"(Mark Fasciano)، کارآفرین و مدیرعامل آن تأسیس شد. این پلتفرم از روش‌های توسعه‌یافته آماده‌سازی نمونه در آزمایشگاه سیا استفاده می‌کند و رویکردی جدید را برای چرخه حرارتی به کار می‌گیرد.

این گروه پژوهشی با موفقیت توانستند روش "واکنش زنجیره‌ای پلیمراز بی‌درنگ"(RT-qPCR) را در یک ظرف حاوی تمام معرف‌های واکنش زنجیره‌ای پلیمراز انجام دهند. واکنش زنجیره‌ای پلیمراز بی‌درنگ، در حال حاضر یک روش آزمایشگاهی استاندارد طلایی برای شناسایی ابتلا به کووید-۱۹ است اما موانعی نیز بر سر راه استفاده از آن وجود دارد.

پژوهشگران در این پروژه، با استفاده از نانوذرات پلاسمونیک که با انتشار گرما نسبت به نور مادون قرمز واکنش نشان می‌دهند، به مقابله با این چالش‌ها پرداختند. آنها تلاش کردند تا واکنش زنجیره‌ای پلیمراز بی‌درنگ را در لحظه در نمونه‌های بالینی به کار بگیرند.

فاسیانو گفت: این پژوهش احتمالا می‌تواند به ارائه تشخیص‌های بالینی سریع و دقیق در تنظیمات غیرمتمرکز کمک کند. چرخه حرارتی که برای آزمایش DNA و آران‌ای بسیار حیاتی است، اکنون می‌تواند سرعت بگیرد و پزشکان و بیماران نیازی به انتظار طولانی برای دریافت نتایج نخواهند داشت.

استارتاپ Rover Diagnostics در حال پیشرفت کردن در ارائه یک محصول تجاری است که می‌تواند کووید ۱۹ و سایر بیماری‌های عفونی را تشخیص دهد.