11 липня, 2023
Пристрій, який забезпечує виявлення різних варіантів вірусу COVID-19 у повітрі приміщень всього за 5 хвилин
Тепер, коли активна фаза пандемії COVID-19 завершилася, вчені шукають способи виявлення вірусів в оточуючому середовищі приміщень у режимі реального часу. Поєднавши останні досягнення в технології відбору проб аерозолів і техніку ультрачутливого біосенсора, дослідники з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі створили монітор, який у режимі реального часу може виявити будь-який із варіантів вірусу SARS-CoV-2 у кімнаті приблизно за 5 хвилин.
Відносно недорогий перевірений пристрій може використовуватися в лікарнях і закладах охорони здоров’я, школах та громадських місцях, щоб допомогти виявити CoV-2 і потенційно визначати наявність інших респіраторних вірусів, таких як грип і респіраторно-синцитіальний вірус (RSV). Джон Сірріто (професор неврології Школи медицини) і Карл Юеде (доцент кафедри психіатрії у Школі медицини), які раніше розробили мікроімуноелектродний (MIE) біосенсор, що виявляє бета-амілоїд як біомаркер хвороби Альцгеймера, зацікавилися, чи можна його перетворити на детектор SARS-CoV-2. Разом із Раджані Чакрабарті та його командою, що має досвід створення приладів у реальному часі для вимірювання токсичності повітря, вони спробували дослідити це питання. Щоб перетворити біосенсор із виявлення бета-амілоїду на виявлення коронавірусу, дослідники замінили антитіло, яке розпізнає бета-амілоїд, на нанотіло лами, яке розпізнає спайковий білок вірусу SARS-CoV-2. Девід Броуді, доктор медичних наук, колишній викладач кафедри неврології медичної школи, розробив згадане нанотіло у своїй лабораторії в Національному інституті здоров’я (NIH). Дослідники стверджують, що воно маленьке, його легко відтворити та модифікувати, а тому виготовлення недороге.
Електрохімічний підхід на основі нанотіла є швидшим у виявленні вірусу, оскільки він не потребує реагенту або багатьох етапів обробки. SARS-CoV-2 зв’язується з нанотілами на поверхні, і можна індукувати окислення тирозинів на поверхні вірусу за допомогою методу, який називається квадратно-хвильовою вольтамперометрією, щоб отримати значення кількості вірусу в зразку. Більшість комерційних пробовідбірників біоаерозолю працюють із порівняно низькою швидкістю потоку, тоді як монітор дослідників має швидкість потоку орієнтовно 1000 літрів на хвилину, що робить його одним із пристроїв із найвищою швидкістю потоку. Він компактний, приблизно 30 см завширшки та 25 см заввишки, зручний і простий у використанні – сигналізує світловим сигналом, коли ідентифікує наявність вірусу, сповіщаючи адміністраторів про необхідність збільшити потік повітря або циркуляцію в кімнаті. У лабораторних експериментах, під час яких аерозоль SARS-CoV-2 подавався в камеру розміром із кімнату, мокрий циклон і біосенсор змогли виявити різні рівні концентрації вірусу, що переноситься в повітрі, вже за кілька хвилин після взяття проби, що свідчить про ефективність методу.
Джерело: https://www.nature.com/articles/s41467-023-39419-z