Agricultura Enfermedades y Plagas Resto del Mundo Tecnología Agrícola

La tecnología de chip de microfluidos permite un diagnóstico múltiple rápido de enfermedades virales de las plantas


Un grupo de investigación compuesto por el profesor Takayuki Shibata y sus colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha aplicado una tecnología de chip de microfluidos……….


por la Universidad de Tecnología de Toyohashi


Un grupo de investigación compuesto por el profesor Takayuki Shibata y sus colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha aplicado una tecnología de chip de microfluidos para desarrollar un dispositivo de diagnóstico genético multiplex para la detección temprana y prevención de enfermedades de los cultivos. El grupo llevó a cabo un experimento de amplificación genética utilizando cuatro tipos de virus del pepino en el dispositivo de diagnóstico del tamaño de la palma de la mano y demostró con éxito que el diagnóstico múltiple rápido se puede realizar dentro de una hora de la prueba. Este dispositivo de diagnóstico es una tecnología muy versátil que se puede utilizar para el diagnóstico genético no solo en enfermedades virales de los cultivos, sino también en diversas áreas, incluidas las infecciones humanas (por ejemplo, las industrias agrícola / ganadera / pesquera, la industria alimentaria y la salud / medicina cuidado).

Con el aumento de la demanda de alimentos debido al crecimiento de la población mundial y la disminución de la producción debido al clima anormal como telón de fondo, el «suministro constante de alimentos y productos agrícolas, forestales y pesqueros seguros y de alta calidad» se ha convertido en un problema acuciante común a toda la humanidad para para actualizar un mundo sostenible (Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS). Esta investigación tiene como objetivo desarrollar una tecnología de diagnóstico para respaldar la producción eficaz y estable de cultivos de alta calidad. Al utilizar esta tecnología, incluso los productores agrícolas habituales sin conocimientos o habilidades especiales pueden realizar pruebas de forma fácil y rápida para detectar enfermedades de las plantas y plagas de insectos. en sus granjas a nivel genético.

La amplificación isotérmica mediada por bucles (LAMP) es uno de los métodos para detectar ácidos nucleicos diana (ADN o RAN). Este enfoque puede amplificar el gen objetivo a una temperatura constante (60-65ºC durante 30 minutos a 1 hora) sin instrumentación costosa para el control de temperatura de alta precisión en los ensayos de PCR, que es la técnica de diagnóstico genético más utilizada. Por lo tanto, el método LAMP tiene un potencial considerable para proporcionar una herramienta de diagnóstico fácil de usar y permitir diagnósticos in situ. Sin embargo, el ensayo LAMP convencional es problemático porque es necesario preparar y analizar tantas muestras (los objetivos de ADN o ARN) / mezclas de reactivos individualmente para cada virus objetivo. Este proceso también requiere conocimientos y habilidades especializados.

La tecnología de chip de microfluidos permite un diagnóstico múltiple rápido de enfermedades virales de las plantasFotografía de dispositivo de diagnóstico genético multiplex. Crédito: UNIVERSIDAD DE TECNOLOGÍA DE TOYOHASHI.

La tecnología de chip de microfluidos permite un diagnóstico múltiple rápido de enfermedades virales de las plantasLa detección simultánea de múltiples virus vegetales basados ​​en ARN (MYSV y CCYV) (La intensidad de la fluorescencia aumentó solo en las cámaras de reacción N ° 2 y N ° 3 correspondientes a los virus diana) Crédito: UNIVERSIDAD DE TECNOLOGÍA DE TOYOHASHI.

Aquí, nuestro equipo de investigación ha resuelto este problema empleando tecnología de chip microfluídico. Hemos desarrollado un dispositivo de microfluidos basado en polidimetilsiloxano (PDMS)para el diagnóstico genético múltiple de enfermedades vegetales mediante el uso de tecnología de fabricación de semiconductores. El dispositivo de diagnóstico genético multiplex fabricado consta de una matriz de cinco cámaras de reacción (3 μL de volumen) y un microcanal (200 μm de ancho y 80 μm de altura) que forman una red que las conecta. El dispositivo tenía un tamaño de aproximadamente 45 mm × 25 mm (menos de 1/3 de la tarjeta de presentación). Como muestra, se utilizó ARN total que contiene ARN viral diana extraído de hojas de pepino enfermas recolectadas en una granja. En el procedimiento operativo para el ensayo LAMP multiplex, se dispensó de forma autónoma una mezcla de muestra y reactivos en las cámaras de reacción múltiples, con una sola operación para introducir la mezcla en el puerto de entrada del dispositivo. Luego, el dispositivo se calentó en agua caliente (63ºC durante 40 minutos a 1 hora), resultando en la amplificación específica de ácidos nucleicos diana. Como se muestra en la figura, dos tipos de virus de ARN se detectaron simultáneamente con éxito en nuestro dispositivo de diagnóstico. Cabe señalar que el dispositivo tiene la capacidad de diagnosticar simultáneamente hasta cuatro tipos diferentes de enfermedades virales de las plantas.

Desarrollaremos un dispositivo de diagnóstico que permita la detección simultánea de un total de ocho elementos, incluidos cuatro tipos de enfermedades virales del pepino y cuatro tipos de plagas de insectos, con el objetivo de poner el dispositivo en práctica. En principio, es posible personalizar libremente los tipos de virus objetivo para satisfacer las necesidades específicas de las personas en nuestro dispositivo de diagnóstico.. Por lo tanto, de cara a la era de la «vida con corona», proporcionaremos una plataforma para el diagnóstico múltiple rápido de enfermedades infecciosas humanas (como el nuevo coronavirus y los virus de la influenza). También realizaremos la prueba rápida de alérgenos multiplex en la producción de alimentos (siete materias primas específicas: trigo, trigo sarraceno, maní, huevo, leche, camarones y cangrejo) como tecnología de seguridad alimentaria.


Leer más


LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com