Szybkie wykrywanie SARS-CoV-2 w powietrzu: przełom
Przegląd urządzenia
Naukowcy opracowali przełomowe urządzenie, które może szybko wykryć SARS-CoV-2, wirusa powodującego COVID-19, w powietrzu w ciągu pięciu minut. Ten detektor typu proof-of-concept ma potencjał zrewolucjonizowania sposobu monitorowania i zarządzania wirusami przenoszonymi drogą powietrzną w miejscach publicznych.
Urządzenie, znane jako mokry sampler aerozoli cyklonowych, wykorzystuje unikalną konstrukcję zainspirowaną wcześniejszym urządzeniem służącym do wykrywania białka w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera. Zasysa powietrze z prędkością 1000 litrów na minutę, wirując je jak cyklon, aby uwięzić cząsteczki wirusa w roztworze płynnym.
Mechanizm wykrywania
Po pięciu minutach biosensor wykonany z elektrody przymocowanej do nanocząstek, białek układu odpornościowego pochodzących od lam, jest używany do analizy roztworu. Te nanocząstki mają niezwykłe powinowactwo do białek kolczastych koronawirusów, co pozwala im wykryć obecność wirusa.
Następnie przez czujnik przepuszczany jest prąd elektryczny, powodując utratę elektronów przez białka kolczaste. Gdy drugi czujnik wykryje tę zmianę, urządzenie potwierdza obecność SARS-CoV-2.
Dokładność i zastosowania
W badaniu opublikowanym w Nature Communications naukowcy wykazali, że urządzenie wykrywa każdy z wariantów koronawirusa w powietrzu z dokładnością od 77 do 83 procent. Było również w stanie pomyślnie wykryć wirusa w mieszkaniach dwóch pacjentów z pozytywnym wynikiem testu na COVID w ciągu zaledwie pięciu minut.
Urządzenie może mieć szerokie zastosowanie w placówkach służby zdrowia i zdrowia publicznego. Może być używane do skanowania wirusa w szpitalach, centrach handlowych, portach lotniczych i innych miejscach publicznych, pomagając w identyfikacji obszarów wysokiego ryzyka i informowaniu o środkach kontroli zakażeń.
Koszt i przyszłe perspektywy
Obecny koszt budowy urządzenia w laboratorium szacuje się na od 1400 do 1900 USD. Jednak naukowcy uważają, że dzięki dalszemu rozwojowi detektor wielkości kuchenki mikrofalowej mógłby zostać zaprojektowany do skanowania również innych wirusów przenoszonych drogą powietrzną.
Zespół obecnie bada potencjał wykrywania grypy, RSV i innych patogenów przy użyciu tej samej technologii. Uważają, że to urządzenie ma potencjał zrewolucjonizowania sposobu monitorowania i zarządzania wirusami przenoszonymi drogą powietrzną, przyczyniając się do poprawy wyników zdrowia publicznego.
Dodatkowe funkcje i korzyści:
- Urządzenie jest zaprojektowane tak, aby było przenośne i łatwe w użyciu, umożliwiając szybką instalację w różnych środowiskach.
- Zapewnia wykrywanie w czasie rzeczywistym, eliminując potrzebę czasochłonnych testów PCR.
- Czujnik oparty na nanocząstkach jest wysoce czuły i swoisty, co umożliwia dokładną identyfikację wirusa.
- Tor lotu cząstek w kształcie cyklonu zapewnia wydajne wychwytywanie cząstek wirusa z powietrza.
- Niski koszt urządzenia sprawia, że można je powszechnie stosować w miejscach publicznych.