Covid-19 ja uudestaan, Washingtonin yliopiston tutkijat suunnittelevat ilmaisimia SARS-CoV-2: lle ilmassa
Ilmassa olevat Covid-19-ilmaisimet, ratkaisu uudelleen avaamiseen? Kaikkialla maailmassa, Italia mukaan lukien, iso asia tässä vaiheessa on julkisten paikkojen ja yritysten uudelleen avaaminen. Washingtonin yliopiston tutkijat valmistelevat tällä alalla erittäin hyödyllistä työkalua, nimittäin pisaratunnistimia, joiden ilmassa on Covid-19
Tietenkin, jos ne osoittautuvat luotettaviksi ja nopeiksi, se voi todella muuttaa asioita: puhdistaa ambulanssi tai lääkärin leikkaus voitaisiin tehdä vain yhdestä syystä (Covid-19: n havaitseminen ilmassa), ja tämä koskisi monia muita elämänalueita.
Voisiko heidän vuosia sitten kehittämänsä biosensorin Alzheimerin tautiin muuttaa COVID-19: n aiheuttavan viruksen ilmassa olevaksi detektoriksi?
Biosensori on suunniteltu mittaamaan Alzheimerin taudin proteiini aivoissa, mutta ei ollut mitään syytä, että sitä ei voitu käyttää havaitsemaan sen sijaan ilmassa olevia virushiukkasia, he ajattelivat. Cirrito ja Yuede rekrytoivat aerosoliasiantuntijan, tohtorin Rajan Chakrabartyn, yliopiston McKelveyn teknillisen korkeakoulun energia-, ympäristö- ja kemian tekniikan apulaisprofessorin auttamaan suunnittelemaan tapaa nopeasti seuloa ilmassa olevaa SARS-CoV-2-virusta, joka aiheuttaa COVID- 19.
Tiimillä on nyt kaksi laitetta töissä 900,000 XNUMX dollarin avustuksella National Institute of Alcohol Abuse and Alkoholism of National Institutes of Health (NIH).
Yksi on aerosolitunnistin, joka on suunniteltu seuraamaan ilmanlaatua jatkuvasti suurissa kokoontumispaikoissa, kuten konferenssisaleissa, lentokentillä ja kouluissa.
Toinen on alkometri, jota voidaan käyttää nopeasti arvioimaan työpaikalle tai muulle osittain julkiselle alueelle saapuvien ihmisten terveyttä, aivan kuten kuumeen lämpöilmaisimia käytetään jo Washingtonin yliopiston lääketieteellisellä kampuksella.
Covid-19 ja ilmassa esiintyvä diffuusio: tutkijat Washingtonin yliopistossa
"Sanotaan, että tämä aerosolitunnistin sammuu suuressa joukossa ihmisiä", sanoi yhteistyön johtava tutkija Cirrito.
"Voisit tyhjentää huoneen välittömästi, jotta ihmiset eivät viettää paljon aikaa huoneessa jonkun kanssa, joka on saanut tartunnan ja mahdollisesti tarttuvan, ja merkitä tämä huone puhdistusta tai desinfiointia varten.
Se voisi vähentää superspreading -tapahtuman todennäköisyyttä. Ja alkometri - hengität siihen, saat lukeman reaaliajassa, jos olet selvä, jatkat ja jos et ole, sinut ohjataan lisätestaukseen. "
Biosensori suunniteltiin alun perin havaitsemaan muutokset Alzheimerin taudin proteiiniamyloidi-beeta-tasoissa.
Amyloidibiosensorin muuntamiseksi koronavirusdetektoriksi tutkijat vaihtoivat vasta-aineen, joka tunnistaa amyloidin, nanokeholle - vasta-aineelle lamasta -, joka tunnistaa proteiinin SARS-CoV-2-viruksesta.
Nanokeho kehitettiin NIH: ssa lääketieteen tohtorin David Brodyn, entisen tiedekunnan jäsenen laboratoriossa, lääketieteellisen korkeakoulun neurologian osastolla.
Kun biosensori on suunniteltu uudelleen SARS-CoV-2: n havaitsemiseksi, se on testattava ilmassa olevana anturina. Mutta siinä on ongelma: Ei tiedetä paljon siitä, kuinka viruksilla täytetyt pisarat - leviävät yskimällä, aivastamalla tai jopa hengittäen - kulkevat ilman läpi, joten tutkijoilla ei ole tapaa vahvistaa anturin lukemia.
"Vastaamattomia kysymyksiä on paljon", Chakrabarty sanoi. Tärkein heistä: mitkä ovat ympäristöolosuhteet ja saastuminen leviämisessä?
Hienot hiukkaset, kuten noki, voivat kulkea uskomattoman pitkiä matkoja; Kalifornian viime vuoden metsäpalojen hiukkaset ovat päässeet Manner-Eurooppaan. Voisiko viruksen kuormittamat pisarat tarttua kyytiin vähän nokea pitkin ja kuljettaa nämä valtavat matkat?
Ja vaikka on olemassa malleja, jotka viittaavat siihen, kuinka kosteus, lämpötila, saastuminen ja vastaavat vaikuttavat pisaroiden kokoon ja käyttöikään, niitä ei ole validoitu kokeellisesti - ei siinä määrin, että luotettaisiin siihen, että junan vaunun pieni anturi voi kuvata tarkasti altistumisen riski.
Chakrabartyn kokeet alkavat vastaamalla kysymyksiin inaktivoitujen SARS-CoV-2: n aerosolipisaroiden näytteistä, joiden toimittavat NIH ja lääketieteen apulaisprofessori Jacoo Boon.
Tutkija Esther Monroen kanssa tutkijat kehittivät ympäristön pyörivän kammion, joka muistuttaa vanhan koulun pyörivää kahvipaahtikoria.
Sisällä viruspisara, jonka koko vaihtelee muutamasta kymmenestä nanometristä pariin mikroniin, voidaan suspendoida ja kellua kammiossa jopa useita tunteja.
Tutkijat pystyvät säätämään tiettyjä muuttujia (lämpötila, kosteus ja UV-valolle altistuminen) kammiossa ymmärtämään paremmin, miten nämä aerosoloidut viruksen sisältämät hiukkaset reagoivat muuttuviin olosuhteisiin, samoin kuin miten se vaikuttaa biosensorin havaitsemiseen.
Viime kädessä he pystyvät ilmoittamaan, kuinka nämä muuttujat vaikuttavat anturin kykyyn havaita hiukkaset.
Kun heillä on parempi käsitys siitä, miten nämä muuttujat vaikuttavat SARS-CoV-2: n kuormitettuihin pisaroihin keksityssä laboratorioympäristössä, sisään tulee hienojakoisilla aineilla kuormitettu ilma, joka tunnetaan myös nimellä PM2.5.
Saastunut ilma johdetaan ympäristön pyörivään kammioon viruspisaroilla yksityiskohtaista tutkimusta varten.
Tässä vaiheessa Chakrabartyn asiantuntemus on avainasemassa: laboratoriossaan hän voi tuottaa erilaisia PM2.5-epäpuhtauksia - nokea ja orgaanisia aineita, kuten Kalifornian metsäpalojen tai hiilivoimalaitoksen.
"Haluamme tietää, mitä tapahtuu, kun näitä hienoja hiukkasia löytyy ympäröivästä ilmasta", hän sanoi. "Voiko Covid-19 selviytyä pinnoillaan ja sitten hengittää?"
Nämä kysymykset on käsiteltävä ennen Cirriton biosensorin version käyttöönottoa, jota on muokattu havaitsemaan SARS-CoV-2.
Parempi ymmärrys näiden aerosolihiukkasten käyttäytymisestä auttaa tutkijoita selvittämään, ottaako anturi kaiken sen, mitä sen pitäisi - joko kirkkaana, hiljaisena päivänä maaseudulla vai ilman pilaantuneessa kaupungissa.
Jos kaikki menee hyvin, COVID-19-pandemia päättyy pian, mutta on vain ajan kysymys, ennen kuin seuraava vaarallinen ilmassa oleva virus ilmestyy.
Laitteet voitaisiin päivittää seuraamaan muita uhkia korvaamalla SARS-CoV-2-vasta-aine vasta-aineella, joka on spesifinen toiselle virukselle, tutkijoiden mukaan, kuten influenssan epidemiakanta tai seuraava koronavirus.
"Niin kauan kuin ihmiset kokoontuvat ryhmiin, tarttuvista hengitystieinfektioista tulee kysymys", Cirrito sanoi.
"En ole koskaan ajatellut, mikä suustani tulee niin paljon kuin olen kuluneen vuoden aikana.
Yskä ruokakaupassa ansaitsee sinulle outoja ulkonäköä pitkään.
Mutta on olemassa tapoja lieventää vaaroja, ja mielestäni tällaiset laitteet voivat viedä pitkän matkan kohti COVID-19: n kaltaisten virussairauksien leviämistä ja antaa ihmisille mielenrauhaa suurissa ihmisjoukoissa. "
Lue myös:
Aikaisempi COVID-19-infektio ei suojaa nuoria täysin uudelleeninfektioilta, tutkimusohjelmat
Lähde:
Washingtonin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun St.Louisin virallinen verkkosivusto