Máy theo dõi chất lượng không khí mới có thể phát hiện bất kỳ biến thể nào của vi rút SARS-CoV-2 trong thời gian gần như thực. Thiết bị đầu tiên thuộc loại này, bao gồm bộ lấy mẫu không khí lưu lượng cao và bộ cảm biến sinh học dựa trên vật thể nano, cũng có thể được điều chỉnh để phát hiện các mầm bệnh đường hô hấp khác như cúm, virut mũi và virut hợp bào hô hấp (RSV), theo báo cáo của nó. các nhà phát triển tại Đại học Washington ở St. Louis, Hoa Kỳ.

Mặc dù chúng ta không còn trong giai đoạn khẩn cấp của đại dịch COVID-19, nhưng điều quan trọng là phải ngăn chặn mọi người bị nhiễm bệnh, đặc biệt nếu họ dễ bị tổn thương về mặt lâm sàng đối với coronavirus hoặc các tác động lâu dài của nó. Một cách để làm điều đó là khảo sát môi trường trong nhà để tìm vi-rút corona – lý tưởng nhất là trong thời gian thực, để mọi người có thể đánh giá rủi ro và thực hiện các hành động thích hợp. “Hiện tại không có gì cho chúng ta biết mức độ an toàn của một căn phòng,” giải thích John Cirito, Một rửaU nhà thần kinh học và là thành viên của nhóm nghiên cứu. “Nếu bạn ở trong một căn phòng có 100 người, bạn không muốn XNUMX ngày sau mới biết mình có thể bị ốm hay không. Ý tưởng với thiết bị này là bạn có thể biết về cơ bản trong thời gian thực hoặc cứ sau XNUMX phút, liệu có vi rút sống hay không.”

Cảm biến sinh học vi điện cực miễn dịch

Thiết bị mới này là sự chuyển thể của bộ cảm biến sinh học vi điện cực miễn dịch (MIE) mà Cirrito và đồng nghiệp bác sĩ tâm thần của ông sử dụng. Carla Yuede trước đây được phát triển để phát hiện beta amyloid, axit amin hình thành mảng bám được cho là có liên quan đến bệnh Alzheimer. Để làm cho bộ cảm biến sinh học này nhạy cảm với SARS-CoV-2, Cirrito và Yuede đã trao đổi kháng thể liên kết với beta amyloid để lấy một thể nano thu được từ lạc đà không bướu liên kết với protein tăng đột biến từ coronavirus.

Nhiệm vụ tiếp theo của họ là kết hợp bộ cảm biến đã sửa đổi này với một bộ lấy mẫu không khí. Đối với điều này, họ đã chuyển sang Joseph Puthussery, một kỹ sư ở Phòng thí nghiệm nghiên cứu hệ thống sol khí phức hợp của Rajan Chakrabarty tại WashU. Vì mức độ vi-rút trong không khí trong nhà thường rất thấp nên nhóm đã chọn một thiết bị lấy mẫu gọi là lốc xoáy ướt hút một lượng lớn không khí trong một khoảng thời gian ngắn. Các sol khí xâm nhập vào thiết bị lấy mẫu này với tốc độ cao và tác động đến các thành bên trong ướt của nó, tạo ra dòng xoáy đi xuống bẫy bất kỳ hạt vi rút nào có trong không khí.

Sau khi mẫu được lấy, thiết bị sẽ gửi hỗn hợp chất lỏng-virus đến bộ cảm biến sinh học MIE bằng bơm chuyển chất lỏng tự động. Yuede giải thích rằng vi rút SARS-CoV-2 sau đó liên kết với các vật thể nano trên cảm biến và một kỹ thuật gọi là vôn kế sóng vuông được sử dụng để oxy hóa các axit amin gọi là tyrosine nằm trên bề mặt của vi rút.

Cường độ của dòng oxy hóa thu được có liên quan đến lượng vi-rút trong mẫu và Chakrabarty cho biết thiết bị này đủ nhạy để phát hiện ít nhất 7-35 bản sao RNA của vi-rút trong một mét khối không khí. Ông nhận xét: “Nó giống như mò kim đáy bể vậy. “Khả năng thu hồi vi rút cao của lốc xoáy ướt có thể là do tốc độ dòng chảy cực cao của nó khoảng 1000 lít mỗi phút, cho phép nó lấy mẫu một lượng không khí lớn hơn trong một lần lấy mẫu kéo dài 5 phút so với các dụng cụ lấy mẫu có sẵn trên thị trường.”

Lợi ích thời gian thực

Một lợi thế nữa so với các bộ lấy mẫu thương mại là tốc độ của thiết bị. Yuede giải thích: “Phương pháp điện hóa dựa trên vật thể nano phát hiện vi rút nhanh hơn vì nó không cần thuốc thử hoặc nhiều bước xử lý.

Puthussery cho biết thêm rằng việc lấy mẫu sol khí thông thường bao gồm hai bước chính. Đầu tiên, các mẫu được thu thập từ không khí bằng cách sử dụng phương pháp lấy mẫu dựa trên bộ lọc hoặc thiết bị lấy mẫu hạt thành chất lỏng. Quá trình thu thập này có thể mất từ ​​vài chục phút đến 24 giờ hoặc hơn. Sau khi các mẫu sol khí được thu thập, chúng phải được bảo quản cẩn thận trong hộp bảo quản cấp y tế để vận chuyển đến cơ sở xét nghiệm. Ở đó, họ được xét nghiệm vi-rút, thường sử dụng kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase định lượng phiên mã ngược (Rt-qPCR).

Máy phân tích hơi thở Novel kiểm tra nhanh COVID-19

Cách tiếp cận này tốn thời gian, tốn kém và có độ phân giải thời gian kém. Ngược lại, thiết bị của nhóm WashU có thể được lập trình để sáng lên, phát ra tiếng bíp hoặc đơn giản là hiển thị tín hiệu dòng oxy hóa cảm biến sinh học thô bất cứ khi nào thiết bị phát hiện có SARS-CoV-2, cho phép người dùng thực hiện các bước thiết thực như mở cửa sổ hoặc tăng luồng không khí theo những cách khác. Ông nói: “Việc lựa chọn thông báo sẽ theo địa điểm cụ thể để không gây hoang mang cho những người cư ngụ trong tòa nhà. "Chúng tôi chưa hoàn thiện những gì sẽ là lý tưởng."

Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch đa dạng hóa bộ cảm biến sinh học của họ bằng cách bổ sung các vật thể nano dành riêng cho mục tiêu khác nhau để nó có thể phát hiện các mầm bệnh đường hô hấp phổ biến khác. Sau đó, họ sẽ bắt tay vào thương mại hóa hệ thống của mình. Cirrito nói: “Trong môi trường bệnh viện, màn hình có thể được sử dụng để đo tụ cầu khuẩn hoặc liên cầu khuẩn, gây ra đủ loại biến chứng cho bệnh nhân. “Điều này thực sự có thể có tác động lớn đến sức khỏe của mọi người.”

Thiết bị mới được trình bày chi tiết trong Nature Communications.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/air-quality-monitor-detects-coronavirus-in-near-real-time/