Датчик реагирует на COVID-19 в слюне
Команда биоинженеров Массачусетского технологического института и Гарварда работают над созданием специальных датчиков для защитных масок, которые будут сигнализировать о наличии у человека коронавируса при помощи флуоресцентного сигнала.
Еще в 2014 году биоинженерная лаборатория под руководством Джима Коллинза в Массачусетском технологическом институте начала разработку датчиков, которые могли бы обнаружить вирус Эбола, рассказывает Business Insider.
К 2016 году небольшая команда ученых из Массачусетского технологического института и Гарварда адаптировала разработанную ими технологию для борьбы с растущей угрозой вируса Зика.
Новые времена – новые вызовы. И теперь ученые снова подстраивают свою разработку для выявления случаев коронавируса нового типа.
Команда разрабатывает защитную маску, которая начинает флуоресцировать, когда человек с коронавирусом дышит, кашляет или чихает.
Как рассказал Джим Коллинз изданию Business Insider, изобретение можно будет использовать, скажем, в аэропортах при проходе через систему безопасности и во время ожидания посадки.
Все это выглядит в перспективе здорово, однако Коллинз предупреждает, что текущая разработка его лаборатории находится пока на «очень ранних стадиях». Хотя исследователь и настроен вполне оптимистично, утверждая, что имеющиеся на сей день результаты выглядят многообещающими. В течение последних нескольких недель команда Коллинза проверяла способность датчиков обнаруживать новый коронавирус в небольшом объеме слюны.
Команда также экспериментирует с дизайном чудо-девайса. Сейчас лаборатория обсуждает – стоит ли встраивать датчики внутри маски или же лучше разрабатывать модуль, который можно прикрепить к любой маске.
В целом, указывает Business Insider, разработанная этой командой технология выявления вирусов уже прошла апробацию. К 2018 году датчики лаборатории показывали способность обнаруживать вирусы, вызывающие атипичную пневмонию, корь, грипп, гепатит С, западно-нильскую лихорадку и другие заболевания.
Датчики Коллинза способны обнаруживать различные штаммы вируса. В случае с вирусом Зика эти устройства определили два штамма из Африки, один из Азии, а еще один из Америки.
Датчики Коллинза состоят из генетического материала (ДНК и РНК), который связывается с вирусом. Этот материал лиофилизируют (т. е. высушивают при помощи заморозки с последующим помещением вещества в вакуумную камеру) на ткани, используя машину-лиофилизатор, которая извлекает влагу из генетического материала, не убивая его. Материал может оставаться стабильным при комнатной температуре в течение нескольких месяцев, обеспечивая маскам относительно длительный срок хранения.
Для активации датчиков необходимы два условия. Первое — это выделяемая нашим телом через дыхательные частицы влага (слизь или слюна). Второе – датчики должны определить генетическую последовательность вируса.
В январе специалисты шанхайской лаборатории установили последовательность звеньев в молекулах нуклеиновых кислот генома коронавируса. Коллинз утверждает, что его датчикам достаточно идентифицировать лишь маленький сегмент этой последовательности, чтобы обнаружить вирус. Когда это происходит, датчики начинают излучать флуоресцентный сигнал в течение одного-трех часов.
Здесь есть своего рода загвоздка: этот сигнал не виден невооруженным глазом. Поэтому лаборатория Коллинза использует специальный прибор, флуориметр, для измерения флуоресцентного свечения. Как утверждает ученый, за пределами лаборатории государственные служащие могли бы использовать ручные флуориметры, которые, по словам Коллинза, стоят около доллара, чтобы сканировать маски у людей.
Впрочем, ранее исследовательская команда разработывала датчики, которые при наличии вируса меняют цвет с желтого на фиолетовый. Так что в качестве варианта возможно и реагирование датчика на коронавирус путем изменения цвета.
Ученые надеются продемонстрировать работоспособность их концепта в течение следующих нескольких недель.
По словам Джима Коллинза, главная цель его лаборатории — начать производство масок для широкого распространения к концу лета.