Учёные разрабатывают маску для лица, которая может обнаружить КОВИД-19

Американские специалисты из Массачусетского университета смогли разработать маску для лица, которая может обнаружить COVID-19, сообщает портал News-Medical.

 
  Питер Нгуен – научный сотрудник Института Висса Гарвардского университета, а Луис Соэнксен, научный сотрудник и венчурный строитель Массачусетского технологического института Jameel Clinic for AI & Healthcare рассказал следующее: “Наша компания сосредоточена на том, как вывести передовые биологические схемы, область, известную как “синтетическая биология”, из лаборатории в повседневную технологию. Это заставило нас сосредоточиться на носимых устройствах, содержащих биосенсоры”.

Текущие коммерчески доступные носимые устройства (например, FitBit или Apple Watch) обнаруживают физиологические сигналы в электронном виде. Однако они не могут обнаружить воздействие патогена или токсина. Это то, что в настоящее время требует целой лаборатории для обработки образцов.

“Наши датчики могут принести ту же самую тестирующую способность к носимым предметам, чтобы обнаружить и идентифицировать патогены (любые бактерии или вирусы), а также токсины. По сути, наша технология миниатюризирует всю лабораторию на носимую одежду. Когда началась пандемия, мы сразу же сосредоточились на разработке носимого устройства, которое могло бы незаметно, недорого и быстро обнаружить COVID-19”, – добавил исследователь.

Биосенсоры используют инженерные генетические схемы для создания датчиков и детекторов для желаемой молекулярной цели через биологию, в отличие от электронных/механических/оптических датчиков. Они уникально подходят для обнаружения патогенов и токсинов, поскольку они наиболее способны непосредственно взаимодействовать с этими молекулярными компонентами.

Физиологические реакции на эти угрозы имеют в своей основе биологическую природу. Путем реинжиниринга взаимодействий между биологическими молекулами могут быть созданы высокочувствительные датчики. Биосенсоры позволят создать следующее поколение искусственно сконструированных носимых устройств, которые обладают чувствительными возможностями, аналогичными возможностям нашей собственной кожи или иммунной системы.

Для лицевой маски, все, что нужно сделать пользователю, чтобы активировать датчик, чтобы начать анализ, это нажать кнопку. Эти различные препятствия не были тривиальными, нам потребовалось несколько лет, чтобы создать их. Большой проблемой, с которой столкнулись учёные, было испарение, так как реакции FDCF нуждаются в воде для работы. Поэтому большая часть техники в носимых устройствах заключалась в разработке датчиков для минимизации испарения при сохранении гибкости и непрерывности с окружающей средой с помощью специально разработанных гидрофобных эластомерных сенсорных камер.

Датчик COVID-19 здесь также содержит сублимированные биологические датчики (на основе ферментов CRISPR). К датчику прикреплена панель для сбора проб, которая собирает аэрозоли дыхания пользователя. Когда пользователь носит маску в течение соответствующего времени (минимум 15-30 минут), он нажимает кнопку, которая пронзает заполненный водой блистерный пакет, который немедленно пропускает воду через площадку для сбора образцов, проталкивая любые вирусные частицы в датчик для анализа. Датчик содержит три сублимированные реакции, каждая из которых разделена растворимой временной задержкой. В самом конце, после того как датчик был выполнен, реакция перетекает в полосу бокового потока (аналогичную тесту на беременность), где результат представлен просто как видимый узор полос, который изменяется в зависимости от того, был ли зонд расщеплен или нет.

 Преимущества ношения новой маски:

■Это неинвазивно Вирус обнаруживается из дыхания пользователя. Чем дольше захват дыхания, тем больше образцов доступно для анализа.
■Это недорого – в настоящее время наш прототип диагностического датчика COVID-19 стоит в общей сложности около 5 долларов США, не считая стоимости самой маски. В отличие от обычного ПЦР-теста, этот тест на маску лица может дать результаты в течение 90 минут без необходимости отправлять что-либо в лабораторию.
■Никаких приборов и минимальной работы пользователя. Датчик полностью интегрирован в материал, и все, что нужно сделать пользователю, чтобы активировать его, – это нажать кнопку. Здесь не нужны ни инструменты, ни энергия.
■Он работает при комнатной температуре. Все реакции способны работать при комнатной температуре, что позволило нам обойтись без лабораторных приборов (например, нагревания, необходимого для ПЦР).
“Существуют исследования, показывающие, что другие заболевания и даже рак могут быть обнаружены через выдыхаемые летучие органические соединения (ЛОС). Если бы мы могли разработать биосенсоры для обнаружения этих ЛОС, это могло бы значительно расширить диапазон того, что обнаруживается за пределами респираторных патогенов“, – подытожили учёные.

med-heal.ru