Schnelle Erkennung von SARS-CoV-2 in der Luft: Ein Durchbruch
Geräteübersicht
Forscher haben ein bahnbrechendes Gerät entwickelt, das SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, innerhalb von fünf Minuten schnell in der Luft nachweisen kann. Dieser Proof-of-Concept-Detektor hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir luftgetragene Viren in öffentlichen Bereichen überwachen und handhaben, zu revolutionieren.
Das Gerät, bekannt als Nasszyklon-Aerosol-Probenahmegerät, verwendet ein einzigartiges Design, das von einem früheren Gerät inspiriert ist, das zur Detektion eines Proteins im Gehirn von Alzheimer-Patienten verwendet wurde. Es saugt Luft mit einer Rate von 1.000 Litern pro Minute an und verwirbelt sie wie ein Zyklon, um Viruspartikel in einer Flüssigkeitslösung einzufangen.
Nachweisverfahren
Nach fünf Minuten wird ein Biosensor aus einer Elektrode, die an Nanobodies gebunden ist, Immunsystemproteinen, die aus Lamas gewonnen werden, verwendet, um die Lösung zu analysieren. Diese Nanobodies haben eine bemerkenswerte Affinität zu den Spike-Proteinen von Coronaviren, wodurch sie die Anwesenheit des Virus nachweisen können.
Ein elektrischer Strom wird dann durch den Sensor geleitet, wodurch die Spike-Proteine Elektronen verlieren. Wenn ein zweiter Sensor diese Änderung erkennt, bestätigt das Gerät die Anwesenheit von SARS-CoV-2.
Genauigkeit und Anwendungen
In einer in Nature Communications veröffentlichten Studie zeigten die Forscher, dass das Gerät zu 77 bis 83 Prozent genau ist, wenn es darum geht, eine der Coronavirus-Varianten in der Luft nachzuweisen. Es konnte das Virus auch erfolgreich in den Wohnungen von zwei COVID-positiven Patienten innerhalb von nur fünf Minuten nachweisen.
Das Gerät könnte weitreichende Anwendungen im Gesundheitswesen und im öffentlichen Gesundheitswesen haben. Es könnte zur Suche nach dem Virus in Krankenhäusern, Einkaufszentren, Flughäfen und anderen öffentlichen Orten eingesetzt werden und so dazu beitragen, Bereiche mit hohem Risiko zu identifizieren und Maßnahmen zur Infektionskontrolle zu treffen.
Kosten und Zukunftsaussichten
Die aktuellen Kosten für den Bau des Geräts in einem Labor werden auf 1.400 bis 1.900 US-Dollar geschätzt. Die Forscher glauben jedoch, dass der mikrowellengroße Detektor mit weiterer Entwicklung so konstruiert werden könnte, dass er auch nach anderen luftgetragenen Viren sucht.
Das Team untersucht derzeit das Potenzial, Influenza, RSV und andere Krankheitserreger mit derselben Technologie nachzuweisen. Sie glauben, dass dieses Gerät das Potenzial hat, die Art und Weise, wie wir luftgetragene Viren überwachen und handhaben, zu revolutionieren und so zu einer Verbesserung der öffentlichen Gesundheitsergebnisse beizutragen.
Zusätzliche Funktionen und Vorteile:
- Das Gerät ist tragbar und einfach zu bedienen und ermöglicht so einen schnellen Einsatz in verschiedenen Umgebungen.
- Es bietet eine Echtzeit-Erkennung und macht zeitaufwändige PCR-Tests überflüssig.
- Der auf Nanobodies basierende Sensor ist hochempfindlich und spezifisch, was eine genaue Viruserkennung ermöglicht.
- Die zyklonartige Partikeltrajektorie gewährleistet eine effiziente Erfassung von Viruspartikeln aus der Luft.
- Die niedrigen Kosten des Geräts machen eine weit verbreitete Implementierung in öffentlichen Bereichen möglich.