Covid-19 и отварянето му отново, изследователи от Вашингтонския университет проектират детектори за SARS-CoV-2 във въздуха
Детекторите Covid-19 във въздуха, решението за повторно отваряне? Навсякъде по света, включително Италия, големият проблем на този етап е отварянето на обществени места и бизнеса. Изследователи от Вашингтонския университет подготвят много полезен инструмент в тази област, а именно детектори на капчици с Covid-19 във въздуха
Разбира се, ако се окажат надеждни и бързи, това наистина може да промени нещата: хигиенизиране на линейка или лекарска хирургия може да се направи само по една причина (откриването на Covid-19 във въздуха) и това би се отнасяло за много други области от живота.
Може ли биосензор, разработен преди години за болестта на Алцхаймер, да бъде превърнат във въздушен детектор на вируса, който причинява COVID-19?
Биосензорът е проектиран да измерва протеин на Алцхаймер в мозъка, но няма причина да не може да бъде преназначен за откриване на вирусни частици във въздуха, смятат те. Cirrito и Yuede наемат аерозолен експерт д-р Раджан Чакрабарти, доцент по енергетика, околна среда и химическо инженерство в Университетското инженерно училище McKelvey, за да помогнат за създаването на начин за бързо скрининг за SARS-CoV-2 във въздуха, вирусът, който причинява COVID- 19.
Сега, с помощта на 900,000 XNUMX долара безвъзмездна помощ от Националния институт за злоупотреба с алкохол и алкохолизъм на Националните здравни институти (NIH), екипът разполага с две устройства.
Единият е аерозолен детектор, предназначен да наблюдава непрекъснато качеството на въздуха в големи места за събиране като конферентни зали, летища и училища.
Другият е алкотестер, който може да се използва за бързо измерване на здравето на хората, влизащи на работните места или в други полу-публични зони, тъй като термалните детектори за треска вече се използват в медицинския университет на Вашингтонския университет.
Covid-19 и въздушна дифузия: изследователи от Вашингтонския университет
„Да приемем, че този аерозолен детектор изгасва при голяма тълпа от хора“, каза Цирито, главният изследовател на сътрудничеството.
„Можете незабавно да освободите стаята, така че хората да не прекарват значителни количества време в стая с някой заразен и евентуално заразен, и да маркирате тази стая за подобрено почистване или дезинфекция.
Това би могло да намали вероятността да има събитие с преразпределение. И алкотестът - вдишвате го, получавате четене в реално време, ако сте наясно, че продължавате и ако не сте, ще бъдете насочени за по-нататъшно тестване. "
Биосензорът първоначално е проектиран да открива промени в нивата на белтъка амилоид белтък на Алцхаймер.
За да превърнат амилоидния биосензор в детектор на коронавирус, изследователите замениха антитялото, което разпознава амилоида, с нанотяло - антитяло от лами - което разпознава протеин от вируса SARS-CoV-2.
Нанотялото е разработено в NIH в лабораторията на д-р Дейвид Броуди, бивш преподавател в катедрата по неврология в Медицинския факултет.
След като биосензорът е преработен за откриване на SARS-CoV-2, той ще трябва да бъде тестван като въздушен сензор. Но има проблем: Не се знае много за това как натоварените с вируси капчици - разпространяващи се чрез кашлица, кихане или дори дишане - пътуват във въздуха, така че изследователите няма да имат начин да валидират показанията на сензора.
„Има много въпроси без отговор“, каза Чакрабарти. Главно сред тях: каква е ролята на условията на околната среда и замърсяването при предаването?
Фините прахови частици като сажди могат да пътуват на невероятно големи разстояния; частици от миналогодишните пожари в Калифорния стигнаха чак до континентална Европа. Могат ли натоварените с вируси капчици да се качат на малко сажди и да изминат тези огромни разстояния?
И въпреки че има модели, които предполагат как влажността, температурата, замърсяването и други подобни влияят върху размера и живота на капчиците, те не са валидирани експериментално - до степен, за да има увереност, че малък сензор във вагона на влака може точно да изобрази нечия риск от експозиция.
Експериментите на Chakrabarty ще започнат с отговори на въпроси относно проби от аерозолизирани капчици инактивиран SARS-CoV-2, които ще бъдат предоставени от NIH и д-р Jacoo Boon, доцент по медицина.
С аспирантката Естер Монро изследователите разработиха ротационна камера в околната среда, която прилича на въртяща се кошница за печене на кафе от старо училище.
Вътре може да се окачи вирусна капчица с размери от няколко десетки нанометра до няколко микрона, която да плава в камерата до няколко часа.
Изследователите ще могат да регулират определени променливи (температура, влажност и излагане на ултравиолетова светлина) в камерата, за да разберат по-добре как тези аерозолизирани частици с вирус реагират на променящите се условия, както и как това влияе на откриването от биосензора.
В крайна сметка те ще могат да информират как тези променливи влияят върху способността на сензора да открива частиците.
След като разберат по-добре как натоварените с SARS-CoV-2 капчици се влияят от тези променливи в измислена лабораторна обстановка, идва въздухът, натоварен с фини прахови частици, известен също като РМ2.5.
Замърсеният въздух ще бъде въведен в ротационната камера на околната среда с вирусни капчици за подробно изследване.
В тази фаза експертизата на Chakrabarty е ключова: в лабораторията си той може да произвежда различни замърсители на PM2.5 - сажди и органични вещества като тези от калифорнийските горски пожари или от въглищна електроцентрала.
"Искаме да знаем какво се случва, когато тези фини прахови частици се намерят в околния въздух", каза той. „Може ли Covid-19 да оцелее на повърхността си и след това да бъде вдишан?“
Тези въпроси трябва да бъдат разгледани преди пускането на версия на биосензора на Cirrito, модифицирана за откриване на SARS-CoV-2.
По-доброто разбиране на това как се държат тези аерозолни частици ще помогне на изследователите да определят дали сензорът улавя всичко, което би трябвало - независимо дали в ясен, неподвижен ден в селска среда или в град, измъчен от замърсяване на въздуха.
Ако всичко върви добре, пандемията COVID-19 скоро ще приключи, но е въпрос на време, докато се появи следващият опасен въздушен вирус.
Устройствата могат да бъдат актуализирани за наблюдение на други заплахи чрез заместване на антителата срещу SARS-CoV-2 с един специфичен за друг вирус, казват изследователите, като епидемичен щам на грип или следващия коронавирус.
"Докато хората се събират на групи, заразните респираторни инфекции ще бъдат проблем", каза Чирито.
„Никога не съм мислил какво излиза от устата ми толкова, колкото през последната година.
Кашлицата в хранителния магазин ще ви спечели странен външен вид за дълго време.
Но има начини за смекчаване на опасностите и мисля, че устройства като тези биха могли да направят дълъг път към контрола върху разпространението на вирусни заболявания като COVID-19 и да дадат на хората спокойствие, когато са в големи тълпи. "
Прочетете още:
Миналата инфекция с COVID-19 не защитава напълно младите хора срещу реинфекция, показва проучване
Източник:
Официален уебсайт на Медицинския факултет на Университета във Вашингтон