Covid-19 i ponovno otvaranje, istraživači sveučilišta Washington dizajniraju detektore za SARS-CoV-2 u zraku
Detektori Covid-19 u zraku, rješenje za ponovno otvaranje? U cijelom svijetu, uključujući Italiju, veliko je pitanje u ovoj fazi ponovno otvaranje javnih mjesta i poduzeća. Istraživači sa Sveučilišta Washington pripremaju vrlo koristan alat na ovom području, a to su detektori kapljica s Covid-19 u zraku
Naravno, ako se pokažu pouzdanima i brzima, ovo bi stvarno moglo promijeniti stvari: saniranje 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 prije godina razvili za Alzheimerovu bolest pretvoriti u zračni detektor virusa koji uzrokuje COVID-19?
Biosenzor je dizajniran za mjerenje Alzheimerove bjelančevine u mozgu, ali nije bilo razloga da se ne može preusmjeriti da otkrije virusne čestice u zraku, mislili su. Cirrito i Yuede regrutirali su stručnjaka za aerosol, dr. Rajana Chakrabartyja, izvanrednog profesora za energetiku, okoliš i kemijsko inženjerstvo na sveučilišnom inženjerskom fakultetu McKelvey kako bi pomogao u dizajniranju načina za brzi pregled SARS-CoV-2, virusa koji uzrokuje COVID 19.
Sada, uz pomoć 900,000 XNUMX američkih dolara potpore Nacionalnog instituta za zlouporabu alkohola i alkoholizma Nacionalnog instituta za zdravstvo (NIH), tim radi na dva uređaja.
Jedan je aerosolni detektor dizajniran za kontinuirano praćenje kakvoće zraka na velikim mjestima okupljanja poput konferencijskih dvorana, zračnih luka 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 u medicinskom kampusu sveučilišta u Washingtonu već koriste termički detektori za vrućicu.
Covid-19 i difuzija u zraku: istraživači sa Sveučilišta Washington
"Recimo da se ovaj aerosolni detektor aktivira u velikoj gomili ljudi", rekao je Cirrito, glavni istražitelj suradnje.
“Možete odmah očistiti sobu kako ljudi ne bi proveli značajnu količinu vremena u sobi s zaraženim i moguće zaraznim osobama i označiti tu sobu za pojačano čišćenje ili dezinfekciju.
To bi moglo smanjiti vjerojatnost da će se dogoditi nadjačavanje. A alkotest - udišete ga, dobivate očitanje u stvarnom vremenu, ako vam je jasno da nastavite, a ako niste, uputit će vas na daljnje testiranje. "
Biosenzor je izvorno dizajniran za otkrivanje promjena u razini amiloida beta Alzheimerove bjelančevine.
Kako bi pretvorili amiloidni biosenzor u detektor koronavirusa, istraživači su zamijenili antitijelo koje prepoznaje amiloid za nanotijelo - antitijelo iz lama - koje prepoznaje protein iz virusa SARS-CoV-2.
Nano tijelo razvijeno je u NIH u laboratoriju Davida Brodyja, dr. Med., Doktora, bivšeg člana fakulteta na Odjelu za neurologiju Medicinskog fakulteta.
Nakon što je biosenzor redizajniran za otkrivanje SARS-CoV-2, morat će se testirati kao zračni senzor. No, postoji problem: Ne zna se puno o tome kako kapljice krcate virusom - šire se 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 uvjeta okoliša i zagađenja u prijenosu?
Fine čestice poput čađe mogu prijeći nevjerojatno velike udaljenosti; Čestice prošlogodišnjih šumskih požara u Kaliforniji došle su do kontinentalne Europe. Bi li se kapljice krcate virusom mogle voziti na malo čađe i prevaliti te ogromne udaljenosti?
Iako postoje modeli koji sugeriraju kako vlaga, temperatura, onečišćenje i slično utječu na veličinu i vijek trajanja kapljica, oni nisu eksperimentalno potvrđeni - ni u tolikoj 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 osigurati NIH i dr. Jacoo Boon, izvanredni profesor medicine.
S diplomiranom studenticom Esther Monroe istraživači su razvili rotirajuću komoru za zaštitu okoliša koja nalikuje rotirajućoj košarici za prženje kave stare škole.
Unutra se može suspendirati kapljica virusa veličine od nekoliko desetaka nanometara do nekoliko mikrona koja pluta u komori do nekoliko sati.
Istraživači će moći prilagoditi određene varijable (temperaturu, vlagu i izloženost UV svjetlu) u komori kako bi bolje razumjeli kako ove aerosolizirane čestice s virusom reagiraju 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 kad 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 zrak uvest će se u rotirajuću komoru okoliša kapljicama virusa za detaljno istraživanje.
U ovoj je fazi Chakrabartyjeva stručnost ključna: u svom laboratoriju može proizvoditi različite zagađivače PM2.5 - čađu i organske tvari poput onih iz kalifornijskih šumskih požara ili iz elektrane na ugljen.
"Želimo znati što se događa kada se ove fine čestice nađu u okolnom zraku", rekao je. "Može li Covid-19 preživjeti na svojim površinama, a zatim ga udahnuti?"
Ovim se pitanjima treba pozabaviti prije uvođenja verzije Cirritovog biosenzora, modificirane za otkrivanje SARS-CoV-2.
Bolje razumijevanje ponašanja ovih aerosolnih čestica pomoći će istraživačima da utvrde uzima li senzor sve što bi trebao - 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 antitijela 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 koliko imam 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. "
Čitajte također:
Izvor:
Službena web stranica Medicinskog fakulteta Sveučilišta Washington St.Louis