Ученые разработали приборы, позволяющие за пять минут установить наличие коронавируса в помещении. Устройство захватывало 1000 литров воздуха в минуту и пропускало его через биосенсор. Прибор обладал высокой чувствительностью (77-83%), проводил анализ за пять минут и работал в автономном режиме. Все это потенциально сделает его незаменимым в местах скопления большого количества людей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Пандемия COVID-19 продолжает угрожать людям по всему миру. Так, за первую неделю января у более чем 1,7 миллиона человек был обнаружен этот вирус. SARS-CoV-2 распространяется воздушно-капельным путем в результате кашля, чихания, дыхания и речи инфицированных людей. При этом передача вируса таким способом является одним из преобладающих путей заражения, повышающим опасность этого заболевания. Инструмент, в реальном времени выявляющий аэрозоль вируса в воздухе, замедлит распространение инфекции и поможет в борьбе с ней.
Американские ученые разработали устройство, обнаруживающее коронавирус в реальном времени. Существующие методы, анализирующие воздушные пробы, требуют от одного часа до одного дня и не позволяют оперативно принимать меры по защите людей. Авторы сократили процесс обнаружения вируса до пяти минут.
Прибор состоял из вакуумного насоса, стеклянного конуса, предварительно заполненного небольшим количеством физиологического раствора, и биосенсора. Сначала вакуумный насос отбирал около 1000 литров воздуха в минуту. Из-за падения давления воздух втягивался в конус и создавал вихрь, который формировал вращательную пленку физраствора на внутренней стенке конуса. Аэрозоли, попадающие в конус, через увлаженные стенки собирались в жидкости. Пробы воздуха накапливались в течение пяти минут, после чего концентрированный аэрозоль с физраствором переносился на биосенсор. Этот биосенсор обнаруживал аминокислоту тирозин, присутствующую в белке на поверхности вируса. В результате прибор показывал наличие вируса в 10-50 раз эффективнее, чем имеющиеся сенсоры.
«Проблема с воздушно-аэрозольными детекторами заключается в том, что уровень вируса в воздухе помещений настолько разрежен, что даже приближается к пределу обнаружения полимеразной цепной реакцией (ПЦР) и подобен поиску иголки в стоге сена. Высокое выделение вируса влажным циклоном можно объяснить его чрезвычайно высокой скоростью потока, что позволяет ему отбирать больший объем воздуха за пять минут по сравнению с имеющимися в продаже приборами», — рассказывают авторы исследования.
Затем ученые отправили прибор в квартиры двух пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, для отбора проб воздуха. У обоих людей не было симптомов COVID-19 на момент отбора проб. Устройство обнаружило вирус в образцах воздуха квартир, но не зафиксировало его в контрольных чистых комнатах. Таким образом, разработанное устройство потенциально позволит быстро фиксировать наличие вируса в школах, жилых домах, офиса и других общественных местах.
«Мы начали с SARS-CoV-2, но планируется также измерять грипп, риновирус и другие основные патогены, которые обычно заражают людей. В условиях больницы монитор можно использовать для определения стафилококка или стрептококковой инфекции, которые вызывают всевозможные осложнения у пациентов. Это действительно может оказать серьезное влияние на здоровье людей», — дополняют ученые.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
