Naukowcy z Washington University in St. Louis opracowali innowacyjny czujnik, który jest w stanie wykryć w powietrzu wirusa COVID-19, a także określić jego konkretny wariant. Badacze pracują również nad tym, by urządzenie było w stanie wykrywać inne groźne dla zdrowia człowieka patogeny, m.in. wirusy grypy, RSV, rinowirusy.
Opracowując innowacyjny czujnik naukowcy połączyli najnowsze techniki analiz oraz ekstremalnie czułe biosensory. Rozwiązanie jest niedrogie, dlatego zdaniem badaczy można byłoby wprowadzić je masowo do szpitali, przychodni i innych miejsc użyteczności publicznej.
Nano-ciało, które reaguje na białko kolca wirusa
– Obecnie nie mamy żadnych informacji na temat wirusologicznego bezpieczeństwa danego pomieszczenia. Jeśli ktoś znajduje się w pomieszczeniu ze stoma osobami, nie chce dowiadywać się pięć dni później, czy może być chory, czy nie. Ideą tego urządzenia jest to, że dzięki niemu można w zasadzie w czasie rzeczywistym – co 5 minut dowiedzieć się, czy w pomieszczeniu obecny jest aktywny wirus – podkreśla prof. John Cirrito, autor wynalazku opisanego w czasopiśmie „Nature Communications”.
Naukowiec wraz z zespołem wcześniej opracował już biosensor, który wykrywa beta-amyloid – substancję towarzyszącą chorobie Alzheimera. Okazało się, że podmieniając zastosowane w urządzeniu przeciwciało można zmienić działanie czujnika tak, by reagował na SARS-CoV-2. Badacze zastosowali więc nano-ciało, które reaguje na białko kolca wirusa.
– Wykorzystane przez nas podejście elektrochemiczne oparte na nano-ciałach jest szybsze w wykrywaniu wirusa, ponieważ nie wymaga reagentów, ani złożonych etapów analizy – wskazuje prof. Carla Yuede, współautorka urządzenia.
Czujnik może mieć ogromny wpływ na zdrowie ludzi
Naukowcy wyjaśniają, że na drodze do powstania czujnika stało kilka przeszkód. Największe wyzwanie wynikało z tego, że zwykle stężenie wirusa w powietrzu jest bardzo niskie (ale mimo to może on zarażać). Badacze postanowili więc wykorzystać tzw. technikę mokrego cyklonu, w której powietrze z dużą prędkością wpada do wirówki, gdzie jest mieszane ze specjalnym płynem wychwytującym wirusa. Następnie płyn jest transportowany do czujnika z nano-ciałem.
– Wysoka skuteczność odzyskiwania wirusa przy użyciu mokrego cyklonu wynika z niezwykle wysokiej przepustowości tej metody. Pozwala to na pobranie większej objętości powietrza w ciągu 5-minutowego okresu – w porównaniu do dostępnych komercyjnie próbników – tłumaczy jeden z badaczy, prof. Rajan Chakrabarty.
Urządzenie ma około 30 cm średnicy i podobną wysokość. Jest w stanie przefiltrować 1000 litrów powietrza na minutę. Skuteczność rozwiązania, którą wykazano podczas badań laboratoryjnych, potwierdzono również w mieszkaniach dwóch pacjentów z COVID-19.
– Zaczęliśmy od SARS-CoV-2, ale planujemy również badanie obecności wirusów grypy, RSV, rinowirusów i innych głównych patogenów, które zarażają ludzi. W szpitalu takie urządzenie mogłoby być używane także do pomiaru obecności paciorkowców czy gronkowców, które powodują różnego rodzaju powikłania u pacjentów. Może ono mieć ogromny wpływ na zdrowie ludzi – wskazuje prof. Cirrito.
Obecnie badacze pracują nad komercjalizacją wynalazku.
Źródło: PAP
Interesujesz się problematyką leczenia zakażeń? Już w dniach 16-18 października 2023 r. spotkamy się w Żninie, by w gronie specjalistów – m.in. lekarzy, pielęgniarek, mikrobiologów – porozmawiać o skutecznych metodach walki z zakażeniami. W tym roku skupimy się na nowych wyzwaniach i starych problemach, które stoją przed medycyną zakażeń. Zarejestruj się już dziś na stronie fz2023.pl.
