Covid-19 a znovuotevření, vědci z Washingtonské univerzity navrhují detektory pro SARS-CoV-2 ve vzduchu
Detektory Covid-19 ve vzduchu, řešení pro znovuotevření? Po celém světě, včetně Itálie, je v této fázi velkým problémem znovuotevření veřejných míst a podniků. Vědci z Washingtonské univerzity připravují v této oblasti velmi užitečný nástroj, konkrétně detektory kapiček s Covid-19 ve vzduchu
Samozřejmě, pokud se ukáží jako spolehlivé a rychlé, mohlo by to opravdu změnit věci: dezinfekci ambulance nebo lékařskou operaci bylo možné provést pouze z jednoho důvodu (detekce Covid-19 ve vzduchu), a to by se týkalo mnoha dalších oblastí života.
Lze biosenzor, který vyvinuli před lety pro Alzheimerovu chorobu, převést na vzdušný detektor viru, který způsobuje COVID-19?
Biosenzor byl navržen tak, aby měřil Alzheimerovu bílkovinu v mozku, ale neexistoval žádný důvod, proč by nebylo možné znovu použít místo toho detekovat virové částice ve vzduchu, mysleli si. Cirrito a Yuede přijali odborníka na aerosoly Rajana Chakrabartyho, PhD, docenta energetického, environmentálního a chemického inženýrství na McKelvey School of Engineering na univerzitě, aby pomohli navrhnout způsob rychlého screeningu vzdušného SARS-CoV-2, viru, který způsobuje COVID- 19.
Nyní, s pomocí grantu 900,000 XNUMX $ od Národního institutu zneužívání alkoholu a alkoholismu Národních institutů zdraví (NIH), má tým dvě zařízení v pracích.
Jedním z nich je detektor aerosolu navržený k nepřetržitému monitorování kvality ovzduší na velkých shromažďovacích místech, jako jsou konferenční sály, letiště a školy.
Druhým je dechový analyzátor, který lze použít k rychlému měření zdraví lidí vstupujících na pracoviště nebo do jiných poloveřejných prostor, podobně jako se již ve Washington University Medical Campus používají termické detektory horečky.
Covid-19 a šíření vzduchem: vědci z Washingtonské univerzity
"Řekněme, že tento aerosolový detektor zhasne ve velkém davu lidí," řekl Cirrito, hlavní vyšetřovatel spolupráce.
"Místnost byste mohli okamžitě vyčistit, aby lidé netrávili v místnosti značné množství času s někým, kdo je nakažený a možná nakažlivý, a označte tuto místnost pro lepší čištění nebo dezinfekci."
To by mohlo snížit pravděpodobnost, že dojde k mimořádné události. A dechový analyzátor - dýcháte do toho, získáte čtení v reálném čase, pokud máte jasno, pokračujete a pokud nejste, dostanete doporučení k dalšímu testování. “
Biosenzor byl původně navržen tak, aby detekoval změny v hladinách Alzheimerova proteinu amyloidu beta.
Aby se amyloidový biosenzor přeměnil na detektor koronavirů, vyměnili vědci protilátku, která rozpoznává amyloid, za nanoprotilátku - protilátku z lamy - která rozpoznává protein z viru SARS-CoV-2.
Nanobody byly vyvinuty na NIH v laboratoři doktora Davida Brodyho, PhD, bývalého člena fakulty na neurologické klinice lékařské fakulty.
Jakmile bude biosenzor přepracován tak, aby detekoval SARS-CoV-2, bude muset být testován jako vzdušný senzor. Ale je tu problém: Není známo mnoho o tom, jak kapičky plné virů - šíří se kašláním, kýcháním nebo dokonce dýcháním - cestují vzduchem, takže vědci nebudou mít způsob, jak ověřit hodnoty senzoru.
"Existuje spousta nezodpovězených otázek," řekl Chakrabarty. Hlavní z nich: jaké jsou role podmínek prostředí a znečištění při přenosu?
Jemné částice, jako jsou saze, mohou cestovat neuvěřitelně dlouhé vzdálenosti; částice z loňských požárů v Kalifornii se dostaly až do kontinentální Evropy. Mohly by kapičky plné virů vyrazit na kousek sazí a cestovat po těchto obrovských vzdálenostech?
A i když existují modely, které naznačují, jak vlhkost, teplota, znečištění a podobně ovlivňují velikost a životnost kapiček, nebyly experimentálně ověřeny - ne do takové míry, aby měly jistotu, že malý senzor ve vlaku může přesně vykreslit něčí riziko expozice.
Chakrabartyho experimenty začnou odpověďmi na otázky týkající se vzorků aerosolových kapiček inaktivovaného SARS-CoV-2, které poskytne NIH a Jacoo Boon, PhD, docent medicíny.
S postgraduální studentkou Esther Monroe vyvinuli vědci rotační komoru pro prostředí, která připomíná rotační koš na pražení kávy ze staré školy.
Uvnitř lze suspendovat kapičku viru o velikosti od několika desítek nanometrů do několika mikronů, plovoucí v komoře po dobu až několika hodin.
Vědci budou schopni upravit určité proměnné (teplota, vlhkost a expozice UV záření) v komoře, aby lépe pochopili, jak tyto aerosolizované částice s virem reagují na měnící se podmínky, a také to, jak to ovlivňuje detekci biosenzorem.
Nakonec budou schopni informovat, jak tyto proměnné ovlivňují schopnost senzoru detekovat částice.
Jakmile lépe pochopí, jak jsou kapičky naložené na SARS-CoV-2 těmito proměnnými ovlivněny v důmyslném laboratorním prostředí, přichází vzduch naplněný jemnými částicemi, známými také jako PM2.5.
Znečištěný vzduch bude zaveden do rotující komory prostředí s virovými kapičkami pro podrobné prozkoumání.
V této fázi je klíčová odbornost Chakrabarty: Ve své laboratoři může produkovat různé znečišťující látky PM2.5 - saze a organické látky, jako jsou kalifornské požáry nebo z uhelné elektrárny.
"Chceme vědět, co se stane, když se tyto jemné částice vyskytnou v okolním vzduchu," řekl. "Dokáže Covid-19 přežít na svém povrchu a poté se nadechnout?"
Tyto otázky je třeba vyřešit před zavedením verze biosenzoru Cirrito, která je upravena tak, aby detekovala SARS-CoV-2.
Lepší pochopení toho, jak se tyto aerosolové částice chovají, pomůže vědcům určit, zda senzor zachytí vše, co by měl - ať už za jasného, klidného dne ve venkovském prostředí, nebo ve městě sužovaném znečištěním ovzduší.
Pokud vše půjde dobře, pandemie COVID-19 brzy skončí, ale je jen otázkou času, než se objeví další nebezpečný vzdušný virus.
Zařízení by mohla být aktualizována tak, aby sledovala další hrozby nahrazením protilátky SARS-CoV-2 protilátkou specifickou pro jiný virus, uvedli vědci, jako je epidemický kmen chřipky nebo další koronavirus.
"Dokud se lidé shromažďují ve skupinách, nakažlivé infekce dýchacích cest budou problémem," řekl Cirrito.
"Nikdy jsem nepřemýšlel o tom, co vychází z mých úst, tak jako v minulém roce."
Kašel v obchodě s potravinami vám na dlouhou dobu přinese podivné pohledy.
Existují však způsoby, jak nebezpečí zmírnit, a myslím, že taková zařízení by mohla jít dlouhou cestou k řízení šíření virových onemocnění, jako je COVID-19, a dát lidem klid, když jsou ve velkých davech. “
Přečtěte si také:
Studie ukazuje, že minulá infekce COVID-19 plně nechrání mladé lidi před reinfekcí
Zdroj:
Washington University School of Medicine St. Louis oficiální webové stránky