Covid-19 ja taasavamine, Washingtoni ülikooli teadlased kavandavad õhus SARS-CoV-2 detektoreid

Covid-19 detektorid õhus, lahendus uuesti avamiseks? Kogu maailmas, sealhulgas Itaalias, on praeguses etapis suur probleem avalike kohtade ja ettevõtete taasavamine. Washingtoni ülikooli teadlased valmistavad selles valdkonnas ette väga kasulikku tööriista, nimelt piiskadetektoreid õhus Covid-19

Muidugi, kui need osutuvad usaldusväärseks ja kiireks, võib see tõepoolest asju muuta: kiirabi või arsti operatsiooni saaks teha ainult ühel põhjusel (Covid-19 tuvastamine õhus) ja see kehtiks paljude teiste eluvaldkondade kohta.

Kas nende aastate eest Alzheimeri tõve jaoks välja töötatud biosensori saab muuta COVID-19 põhjustava viiruse õhudetektoriks?

Biosensor oli mõeldud Alzheimeri tõve valgu mõõtmiseks ajus, kuid polnud põhjust, miks seda ei saaks õhus leiduvate viirusosakeste tuvastamiseks uuesti kasutada, arvasid nad. Cirrito ja Yuede võtsid tööle ülikooli McKelvey insenerikooli energeetika-, keskkonna- ja keemiatehnoloogia dotsendi, doktorikraadi doktor Rajan Chakrabarty, et kavandada COVID- 2.

Nüüd on rahvuslike tervishoiuinstituutide (NIH) alkoholi kuritarvitamise ja alkoholismi riikliku instituudi 900,000 XNUMX dollari suuruse toetuse abil meeskonnal töös kaks seadet.

Üks neist on aerosoolidetektor, mis on ette nähtud õhukvaliteedi pidevaks jälgimiseks suurtes kogunemiskohtades, näiteks konverentsisaalides, lennujaamades ja koolides.

Teine on alkomeeter, mida saab kasutada töökohtadele või muudele avalikele aladele sisenevate inimeste tervise kiireks hindamiseks, umbes nii, nagu palaviku termoandureid kasutatakse juba Washingtoni ülikooli meditsiinilinnakus.

Covid-19 ja õhus leviv difusioon: Washingtoni ülikooli teadlased

"Oletame, et see aerosoolidetektor lülitub välja suure hulga inimeste seas," ütles koostöö juhtivteadur Cirrito.

"Võite ruumi kohe tühjendada, et inimesed ei veedaks märkimisväärset aega ruumis nakatunud ja tõenäoliselt nakkavaga, ja märkige selle ruumi paremaks puhastamiseks või desinfitseerimiseks.

See võib vähendada ülilevi sündmuse tõenäosust. Ja alkomeeter - hingate selle sisse, saate reaalajas näidu, kui teil on selge, jätkate edasi ja kui te pole, suunatakse teid täiendavaks testimiseks. "

Biosensor loodi algselt Alzheimeri tõve amüloid beeta taseme muutuste tuvastamiseks.

Amüloidbiosensori muutmiseks koronaviiruse detektoriks vahetasid teadlased antikeha, mis tunneb amüloidi ära nanokeha - laamade antikeha - eest, mis tunneb ära valgu SARS-CoV-2 viirusest.

Nanokeha töötati välja NIH-is meditsiinikooli neuroloogia osakonna endise õppejõu, doktor David Brody laboris.

Kui biosensor on SARS-CoV-2 tuvastamiseks ümber kujundatud, tuleb seda testida õhuandurina. Kuid seal on probleem: pole palju teada selle kohta, kuidas viirusega koormatud tilgad, mis levivad köhimise, aevastamise või isegi hingamise kaudu, liiguvad läbi õhu, nii et teadlastel pole võimalust anduri näidud kinnitada.

"Seal on palju vastuseta küsimusi," ütles Chakrabarty. Peamine neist: millised on keskkonnatingimuste ja reostuse roll ülekandmisel?

Peenosakesed, näiteks tahm, võivad läbida uskumatult pikki vahemaid; eelmise aasta California tulekahjude osakesed on jõudnud Mandri-Euroopani. Kas viirustega koormatud tilgad võivad natuke tahma sõita ja need suured vahemaad läbida?

Ja kuigi on mudeleid, mis näitavad, kuidas niiskus, temperatuur, reostus jms mõjutavad piiskade suurust ja eluiga, pole neid eksperimentaalselt kinnitatud - mitte mingil määral, et olla kindel, et rongivagunis olev pisike andur suudab inimest täpselt kujutada kokkupuute oht.

Chakrabarty eksperimendid algavad küsimustele vastamisega inaktiveeritud SARS-CoV-2 aerosoolist tilkade proovide kohta, mille pakuvad NIH ja meditsiini dotsent Jacoo Boon.

Kraadiõppur Esther Monroega töötasid teadlased välja keskkonna pöörleva kambri, mis sarnaneb vana kooli pöörleva kohviröstikorviga.

Toas võib peatada viirusetilkade suurus mõnekümnest nanomeetrist paari mikronini, hõljudes kambris kuni mitu tundi.

Teadlased saavad kambris reguleerida teatud muutujaid (temperatuur, niiskus ja UV-kiirgus), et paremini mõista, kuidas need viirusega aerosoolitud osakesed reageerivad muutuvatele tingimustele, samuti kuidas see mõjutab biosensori tuvastamist.

Lõppkokkuvõttes saavad nad informeerida, kuidas need muutujad mõjutavad anduri võimet osakesi tuvastada.

Kui nad saavad kavandatud laboratoorsetes oludes paremini aru, kuidas need muutujad mõjutavad SARS-CoV-2 koormatud piiskasid, tuleb õhku, mis on koormatud peentest osakestest, tuntud ka kui PM2.5.

Saastatud õhk viiakse üksikasjalikuks uurimiseks keskkonda viirustilkadega pöörlevasse kambrisse.

Selles etapis on Chakrabarty asjatundlikkus võtmetähtsusega: oma laboris suudab ta toota erinevaid PM2.5 saasteaineid - tahma ja orgaanilisi aineid, nagu näiteks California tulekahjudest või söeelektrijaamast.

"Me tahame teada, mis juhtub, kui see peenosake leidub välisõhust," ütles ta. "Kas Covid-19 saab oma pinnal ellu jääda ja siis sisse hingata?"

Need küsimused tuleb lahendada enne Cirrito biosensori versiooni väljaandmist, mida on kohandatud SARS-CoV-2 tuvastamiseks.

Nende aerosooliosakeste käitumise parem mõistmine aitab teadlastel kindlaks teha, kas andur võtab kätte kõik, mis peaks - kas selgel, vaiksel päeval maal või õhusaastega vaevatud linnas.

Kui kõik hästi läheb, lõpeb COVID-19 pandeemia varsti, kuid järgmise ohtliku õhus leviva viiruse tekkeni on aja küsimus.

Teadlaste sõnul saab seadmeid uuendada teiste ohtude jälgimiseks, asendades SARS-CoV-2 antikeha teise viiruse suhtes spetsiifilise antikehaga, näiteks gripi epideemilise tüve või järgmise koroonaviirusega.

"Niikaua kui inimesed kogunevad rühmadesse, on nakkuslikud hingamisteede infektsioonid probleemiks," ütles Cirrito.

"Ma pole kunagi mõelnud selle peale, mis suust välja tuleb, nii palju kui möödunud aastal.

Toidupoes köhimine teenib teile pikka aega imelikke ilme.

Kuid ohtude leevendamiseks on olemas viise ja ma arvan, et sellised seadmed võiksid kaugele viia viirushaiguste nagu COVID-19 leviku tõrjumiseni ja pakkuda inimestele meelerahu suurte rahvahulkade korral. "

Loe ka:

Alzheimeri tõve diagnoosimine, Washingtoni ülikooli teadlaste uuring tserebrospinaalvedelikus sisalduva MTBR Tau valgu kohta

Varasem COVID-19 nakkus ei kaitse noori uuesti nakatumise eest, näitavad uuringusaated

Allikas:

Washingtoni ülikooli meditsiinikooli St.Louis ametlik veebisait

Teid võib huvitada ka