كيف تعمل اختبارات الكشف عن «كوفيد ـ19»؟

مئات الأنواع الجديدة قيد التطوير

كيف تعمل اختبارات الكشف عن «كوفيد ـ19»؟
TT

كيف تعمل اختبارات الكشف عن «كوفيد ـ19»؟

كيف تعمل اختبارات الكشف عن «كوفيد ـ19»؟

من العوامل الرئيسية في معالجة انتشار «كوفيد-19» في جميع أنحاء العالم، استخدام الاختبار الشامل لمحاولة التعرف على المصابين بالمرض وعزلهم بسرعة. ويعد الاختبار أمراً حيوياً أيضاً لحساب معدلات العدوى ومعدل الباقين على قيد الحياة، وهي بيانات بالغة الأهمية لتوفير تدابير السلامة العامة بشكل صحيح مع تزايد انتشار الفيروس التاجي في جميع دول العالم تقريباً.

اختبارات متوفرة
ما الاختبارات المتاحة؟ هناك طريقتان رئيسيتان لاختبار الإصابة بفيروس «كورونا المستجد» أي الفيروس التاجي الذي يسبب مرض «كوفيد-19».
> الاختبار الأول حساس للغاية يبحث عن الحامض النووي الريبي للفيروس باستخدام تقنية تسمى «تفاعل سلسلة البلمرة للنسخ العكسي» reverse transcription polymerase chain reaction (RT - PCR). ويمكن أن يكشف هذا الاختبار عن جزيء فيروس واحد في المسحات المأخوذة من البلعوم أو من الأنف.
> أما النوع الثاني من الاختبارات فيقيس استجابات الأجسام المضادة للفيروس في مصل الدم، إذ إن هناك العديد من مكونات الفيروس التي تحفز أجسامنا على توليد الأجسام المضادة المختلفة ضدها. وبعض هذه الأجسام المضادة مفيد للغاية ويقتل الفيروس أو يوقف العدوى، وبعضها الآخر أقل فائدة ويرتبط بأجزاء محددة من الفيروس ولكن دون مساعدة دفاعاتنا.
في بداية تفشي المرض اعتمد معظم البلدان على اختبارات (RT – PCR) لأنها كانت الأسرع في التطور. إلا أن الاختلافات الكبيرة في المجموعات قيد الاختبار لا تزال تجعل من الصعب مقارنة الأرقام الإجمالية بين البلدان. وكانت المملكة المتحدة سريعة جداً في تطوير اختبار (RT – PCR) ولا يزال هذا هو الأسلوب الأساسي باستخدام شبكة من المختبرات التي تقوم بنفس الاختبار الموحد، وهو ما يسمح بالحصول على بيانات ثابتة.

جودة الاختبار
ما مدى جودة اختبارات «كوفيد-19» الحالية؟
> اختبارات (RT - PCR) تعد من الاختبارات المحددة والحساسة للغاية. ومع ذلك وبمجرد أن يتعافى المصاب ويتخلص من الفيروس فإن هذه الاختبارات لن تتمكن من معرفة ما إذا كان الشخص قد تعافى أم لا. وهذا يخلق حالة من عدم اليقين بشكل كبير خصوصاً إذا كان الشخص يعاني من العزلة الذاتية بسبب أعراض خفيفة وغير واضحة.
من جهة أخرى تحتاج اختبارات (RT - PCR) غالباً إلى مختبر متخصص، لذلك يستغرق الأمر فترة من الزمن حتى إذا كان الاختبار نفسه لا يستغرق سوى عدة ساعات لكن الوقت الذي يتطلبه جمع العينات ونقلها ومعالجتها قد يستغرق أياماً قبل معرفة النتيجة.
> أما بالنسبة إلى اختبارات الأجسام المضادة فعادةً ما يحتاج الجسم المضاد إلى بضعة أسابيع للتطور ضد عدوى جديدة ويستمر لفترة أطول في مجرى الدم ويبقى حتى بعد زوال الفيروس نفسه، مما يوفر صورة تاريخية للعدوى السابقة. ويعد هذا النوع من اختبارات «الأمصال» أداة قوية تُستخدم للتحقق من نجاح اللقاحات أو لمعرفة ما إذا كان الأشخاص قد واجهوا عدوى من قبل.
ومع ذلك لم يتم اختبار اختبارات الأجسام المضادة الحالية للفيروس التاجي الجديد بشكل كامل حتى الآن للتأكد من أنها موثوقة، ولهذا السبب توصي إرشادات منظمة الصحة العالمية بالاعتماد على اختبار (RT – PCR).

تقييم دقيق للاختبارات
هل هناك من يقيّم الاختبارات؟ هناك منظمة واحدة هي مؤسسة التشخيصات المبتكرة الجديدة The Foundation for Innovative New Diagnostic أو (FIND) التي يقع مقرها في جنيف بسويسرا، تقوم بتقييم الاختبارات من خلال قائمة تضم أكثر من 300 اختبار لـ«كوفيد-19» تم تصنيعها على مستوى العالم. وحسبما صرحت به كاساندرا كيلي سيرينو، مديرة التهديدات الناشئة في «FIND» وكبيرة الباحثين في البرنامج، فإن المؤسسة توحّد جهودها بالتعاون مع منظمة الصحة العالمية (WHO) حيث تم فحص آلاف عينات الفيروسات التاجية بأطقم الاختبارات المختلفة، ومقارنة أدائها بمعيار مرجعي. كما ستقوم المنظمة بترتيب الاختبارات على أساس الحساسية. وقد أذنت إدارة الغذاء والدواء الأميركية من خلال مسار ترخيص استخدام الطوارئ بأكثر من 30 اختبار «كوفيد-19» في الأسابيع الأربعة الماضية.
وكانت «FIND» قد أعلنت في فبراير (شباط) الماضي عن دعوة الشركات المصنّعة لتقديم اختباراتها للتقييم. وفي المقابل يحصل المصنّعون على طابع عالمي للتقييم المستقلّ من «FIND».
وقدم المصنعون أكثر من 300 اختبار، ونشرت «FIND» نتائج أول خمسة تقييمات في 16 أبريل (نيسان) الجاري جميعها حققت حساسية سريرية بنسبة 100% على العينات الإيجابية و96% على العينات السلبية. وتم تقديم الاختبارات بواسطة الشركات الخمس: KH Medical وSD Biosensor وBGI Health وDAAN Gene وTib Molbiol. وقدمت كل شركة اختباراً جزيئياً يكتشف وجود أي مادة جينية فيروسيةـ، حيث تندرج معظم اختبارات الفيروس التاجي الجديد في فئتين عريضتين: الاختبارات الجزيئية والاختبارات المناعية. وتقوم شركة «FIND» وشركاؤها بتقييم أداء الاختبارات في كلتا الفئتين.
تكشف الاختبارات الجزيئية عن الشفرة الوراثية للفيروس بتقنية (RT - PCR) ويمكن أن تسفر هذه الاختبارات عن نتائج دقيقة في الأيام الأولى لعدوى «كوفيد-19» ولتقييم الأداء يتحقق باحثو «FIND» أولاً من ادعاءات الشركات المصنعة بشأن الحساسية. ثم يتم تشغيل 50 عينة إيجابية و100 عينة سلبية عبر كل اختبار جزيئي. بعدها تقارن النتائج مع اختبار مرجعي وهو اختبار آخر قائم على «PCR».
وتقول كاساندرا كيلي سيرينو: «لقد وجدنا بالفعل أن العديد من الاختبارات الجديدة المتاحة تجارياً من المحتمل أن تكون أكثر حساسية من الاختبار المرجعي». وتُجري «FIND» تقييماتها للاختبارات الجزيئية في مستشفيات جامعة جنيف في سويسرا Hôpitaux Universitaires de Genève.

الفحوص المختبرية مقابل المنزلية
> تعمل الاختبارات السريعة مثل اختبارات الحمل، ولكنها تكشف الأجسام المضادة للفيروسات بدلاً من هرمونات الحمل. وهي أسرع وربما أرخص ولكنها أقل دقة من الطرق المختبرية.
ومثل هذه الاختبارات سريعة التصنيع وسهلة الاستخدام ولكن يجب أن يتم تصميمها والتحقق من صحتها بعناية ولهذا السبب لم تتم الموافقة عليها للاستخدام ولم نشهد استخداماً رسمياً واسع النطاق حتى الآن. كما أن التحكم في الجودة والتحقق من الصحة يضيف تكلفة كبيرة لهذه الاختبارات. وكما هو الحال مع اللقاحات فمن الضروري للغاية أن يكون أي اختبار دقيقاً وآمناً ويستغرق وقتاً ومالاً. وقد تتحول هذه الاختبارات غير الدقيقة في حالة التفشي الحالي إلى أدوات مدمرة إذا ما كانت نتائج الاختبار سلبية لشخص مصاب بالعدوى وخرج وأصاب المزيد من الأشخاص. وتصل دقة بعض هذه الاختبارات إلى نحو 80% وقد تمت دراستها بشكل مكثف للعديد من الالتهابات الفيروسية المهمة مثل حمى الضنك.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً