Covid-19 i ponovno otvaranje, istraživači Univerziteta Washington dizajniraju detektore za SARS-CoV-2 u zraku
Detektori Covid-19 u zraku, rješenje za ponovno otvaranje? Širom svijeta, uključujući Italiju, veliko je pitanje u ovoj fazi ponovno otvaranje javnih mjesta i preduzeća. Istraživači sa Univerziteta Washington pripremaju vrlo koristan alat na ovom području, a to su detektori kapljica s Covid-19 u zraku
Naravno, ako se pokažu pouzdanim i brzim, ovo bi zaista moglo promijeniti stvari: sanacija hitna pomoć ili se liječnička operacija mogla obaviti samo iz jednog razloga (otkrivanje Covid-19 u zraku), a to bi se odnosilo na mnoga druga područja života.
Može li se biosenzor koji su razvili godinama za Alzheimerovu bolest pretvoriti u vazdušni detektor virusa koji uzrokuje COVID-19?
Biosenzor je dizajniran za mjerenje Alzheimerovog proteina u mozgu, ali nije bilo razloga da se ne može prenamijeniti za otkrivanje virusnih čestica u zraku, mislili su. Cirrito i Yuede regrutovali su stručnjaka za aerosol Rajan Chakrabarty, dr., Vanredni profesor za energetiku, okoliš i hemijsko inženjerstvo na Univerzitetu McKelvey School of Engineering za pomoć u dizajniranju načina za brzi pregled vazduha SARS-CoV-2, virusa koji uzrokuje COVID 19.
Sada, uz pomoć donacije od 900,000 američkih dolara Nacionalnog instituta za zloupotrebu alkohola i alkoholizma Nacionalnog instituta za zdravstvo (NIH), tim radi na dva uređaja.
Jedan je aerosolni detektor dizajniran za kontinuirano praćenje kvaliteta zraka na velikim mjestima okupljanja poput konferencijskih dvorana, aerodroma i škola.
Drugi je alkotest koji bi se mogao koristiti za brzo mjerenje zdravlja ljudi koji ulaze na radna mjesta ili u druge polujavne prostore, slično kao što se termički detektori za vrućicu već koriste u medicinskom kampusu Univerziteta u Washingtonu.
Covid-19 i difuzija u zraku: istraživači sa Univerziteta Washington
"Recimo da se ovaj aerosolni detektor aktivira u velikoj gomili ljudi", rekao je Cirrito, glavni istražitelj kolaboracije.
„Mogli biste odmah očistiti sobu kako ljudi ne bi proveli značajnu količinu vremena u sobi s nekim zaraženim i moguće zaraznim, i označiti tu sobu za pojačano čišćenje ili dezinfekciju.
To bi moglo smanjiti vjerovatnoću da se dogodi događaj koji prevladava. A alkotest - udišete ga, dobivate očitanje u stvarnom vremenu, ako vam je jasno da nastavite, a ako niste, uputit ćete vas na daljnje testiranje. "
Biosenzor je prvobitno dizajniran za otkrivanje promjena u nivoima amiloida beta Alzheimerove bjelančevine.
Da bi pretvorili amiloidni biosenzor u detektor koronavirusa, istraživači su zamijenili antitelo koje prepoznaje amiloid za nanotijelo - antitelo iz lama - koje prepoznaje protein iz virusa SARS-CoV-2.
Nanotijelo je razvijeno u NIH u laboratoriji Davida Brodyja, doktora medicine, bivšeg člana fakulteta na Odjelu za neurologiju Medicinskog fakulteta.
Nakon što je biosenzor redizajniran za otkrivanje SARS-CoV-2, morat će se testirati kao senzor u zraku. Ali postoji problem: Ne zna se mnogo o tome kako kapljice prepune virusa - koje se šire kašljanjem, kihanjem ili čak disanjem - putuju zrakom, tako da istraživači neće moći potvrditi očitanja senzora.
"Puno je pitanja bez odgovora", rekao je Chakrabarty. Glavni među njima: kakva je uloga uslova okoline i zagađenja u prijenosu?
Fine čestice poput čađe mogu putovati na nevjerovatno velike udaljenosti; Čestice prošlogodišnjih šumskih požara u Kaliforniji došle su do kontinentalne Evrope. Da li bi kapljice natovarene virusima mogle da se provozaju na malo čađe i pređu ove ogromne daljine?
I premda postoje modeli koji sugeriraju kako vlaga, temperatura, zagađenje i slično utječu na veličinu i vijek trajanja kapljica, oni nisu eksperimentalno provjereni - ni u određenoj mjeri da bi imali povjerenja da maleni senzor u vagonu može točno prikazati nečiji rizik od izloženosti.
Chakrabartyjevi eksperimenti započet će odgovorima na pitanja o uzorcima aerosoliziranih kapljica inaktiviranog SARS-CoV-2, koje će pružiti NIH i dr. Jacoo Boon, vanredni profesor medicine.
Sa studenticom postdiplomskog studija Esther Monroe, istraživači su razvili rotirajuću komoru u okruženju koja nalikuje rotirajućoj korpi za prženje kafe iz stare škole.
Unutra se može suspendirati kapljica virusa veličine od nekoliko desetina nanometara do nekoliko mikrona koja pluta u komori do nekoliko sati.
Istraživači će moći prilagoditi određene varijable (temperaturu, vlažnost i izloženost UV svjetlu) u komori kako bi bolje razumjeli kako ove aerosolizovane čestice sa virusom reaguju na promjenjive uvjete, kao i kako to utječe na otkrivanje biosenzora.
U konačnici, moći će informirati kako te varijable utječu na sposobnost senzora da detektira čestice.
Jednom kada bolje razumiju kako ove varijable utječu na kapljice napunjene SARS-CoV-2 u izmišljenom laboratorijskom okruženju, dolazi zrak natovaren sitnim česticama, poznatim i kao PM2.5.
Zagađeni vazduh uvest će se u rotirajuću komoru okoline virusnim kapljicama radi detaljnih istraga.
U ovoj fazi Chakrabartyjeva stručnost je ključna: u svom laboratoriju može proizvoditi različite zagađivače PM2.5 - čađu i organske sastojke poput onih iz kalifornijskih šumskih požara ili iz termoelektrane na ugalj.
"Želimo znati šta se događa kada se ove fine čestice nađu u okolnom zraku", rekao je. "Može li Covid-19 preživjeti na svojim površinama, a zatim se udahnuti?"
Ovim pitanjima treba se pozabaviti prije izbacivanja verzije Cirritovog biosenzora, modifikovane za otkrivanje SARS-CoV-2.
Bolje razumijevanje ponašanja ovih aerosolnih čestica pomoći će istraživačima da utvrde da li senzor uzima sve što treba - bilo vedrog, mirnog dana u ruralnom okruženju ili u gradu koji je zagađen zrakom.
Ako sve bude u redu, pandemija COVID-19 uskoro će završiti, ali samo je pitanje vremena kada će se pojaviti sljedeći opasni virus u zraku.
Uređaji bi se mogli ažurirati kako bi nadzirali druge prijetnje zamjenom antitela na SARS-CoV-2 jednim specifičnim za drugi virus, rekli su istraživači, poput epidemijskog soja gripe ili sljedećeg koronavirusa.
"Sve dok se ljudi okupljaju u skupinama, zarazne respiratorne infekcije bit će problem", rekao je Cirrito.
„Nikad nisam razmišljao o onome što mi izlazi iz usta kao što sam to imao u proteklih godinu dana.
Kašalj u samoposluzi dugo će vam donijeti čudan izgled.
Ali postoje načini za ublažavanje opasnosti, i mislim da bi uređaji poput ovih mogli znatno doprinijeti kontroli širenja virusnih bolesti poput COVID-19 i pružiti ljudima mir u velikoj gužvi. "
Pročitajte takođe:
Izvor:
Službena web stranica Medicinskog fakulteta Univerziteta Washington St.Louis