Covid-19 dan pembukaan kembali, peneliti Universitas Washington sedang merancang detektor untuk SARS-CoV-2 di udara
Detektor Covid-19 di Udara, Solusi Pembukaan Kembali? Di seluruh dunia, termasuk Italia, masalah besar pada tahap ini adalah dibukanya kembali tempat-tempat umum dan bisnis. Para peneliti di Washington University sedang mempersiapkan alat yang sangat berguna di bidang ini, yaitu detektor tetesan dengan Covid-19 di udara.
Tentu saja, jika terbukti andal dan cepat, ini benar-benar dapat mengubah banyak hal: membersihkan dan ambulans atau pembedahan dokter hanya dapat dilakukan karena satu alasan (deteksi Covid-19 di udara), dan ini akan berlaku untuk banyak bidang kehidupan lainnya.
Bisakah biosensor yang mereka kembangkan bertahun-tahun lalu untuk penyakit Alzheimer diubah menjadi pendeteksi virus penyebab COVID-19 di udara?
Biosensor dirancang untuk mengukur protein Alzheimer di otak, tetapi tidak ada alasan tidak dapat digunakan kembali untuk mendeteksi partikel virus di udara, pikir mereka. Cirrito dan Yuede merekrut ahli aerosol Rajan Chakrabarty, PhD, seorang profesor energi, lingkungan dan teknik kimia di Fakultas Teknik Universitas McKelvey untuk membantu merancang cara untuk menyaring SARS-CoV-2 di udara dengan cepat, virus yang menyebabkan COVID- 19.
Sekarang, dengan bantuan hibah $ 900,000 dari National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism of National Institutes of Health (NIH), tim tersebut memiliki dua perangkat yang sedang dikerjakan.
Salah satunya adalah detektor aerosol yang dirancang untuk terus memantau kualitas udara di tempat-tempat berkumpul besar seperti ruang konferensi, bandara, dan sekolah.
Yang lainnya adalah breathalyzer yang dapat digunakan untuk mengukur dengan cepat kesehatan orang yang memasuki tempat kerja atau area semi-publik lainnya, seperti pendeteksi panas untuk demam sudah digunakan di Kampus Medis Universitas Washington.
Covid-19 dan penyebaran udara: peneliti di Universitas Washington
"Misalkan detektor aerosol ini meledak di tengah kerumunan orang," kata Cirrito, penyelidik utama kolaborasi tersebut.
“Anda dapat segera membersihkan ruangan sehingga orang tidak menghabiskan banyak waktu di ruangan dengan seseorang yang terinfeksi dan mungkin menular, dan menandai ruangan itu untuk pembersihan atau disinfeksi yang ditingkatkan.
Itu bisa mengurangi kemungkinan terjadinya superspreading. Dan breathalyzer - Anda menghirupnya, Anda mendapatkan pembacaan secara real time, jika Anda jelas Anda terus berjalan dan jika tidak, Anda akan dirujuk untuk pengujian lebih lanjut. "
Biosensor awalnya dirancang untuk mendeteksi perubahan tingkat protein amiloid beta Alzheimer.
Untuk mengubah biosensor amiloid menjadi detektor virus corona, para peneliti menukar antibodi yang mengenali amiloid dengan nanobodi - antibodi dari llama - yang mengenali protein dari virus SARS-CoV-2.
Nanobody dikembangkan di NIH di laboratorium David Brody, MD, PhD, mantan anggota fakultas di Departemen Neurologi di Fakultas Kedokteran.
Setelah biosensor didesain ulang untuk mendeteksi SARS-CoV-2, maka perlu diuji sebagai sensor udara. Tapi ada masalah: Tidak banyak yang diketahui tentang bagaimana tetesan sarat virus - menyebar melalui batuk, bersin atau bahkan bernapas - berjalan di udara, jadi peneliti tidak akan memiliki cara untuk memvalidasi pembacaan sensor.
“Ada banyak pertanyaan yang belum terjawab,” kata Chakrabarty. Yang utama di antara mereka: apa peran kondisi lingkungan dan polusi dalam penularan?
Materi partikulat halus seperti jelaga dapat menempuh jarak yang sangat jauh; partikel dari kebakaran hutan tahun lalu di California telah berhasil mencapai benua Eropa. Bisakah tetesan sarat virus menumpang pada sedikit jelaga dan menempuh jarak yang sangat jauh ini?
Dan meskipun ada model yang menunjukkan bagaimana kelembapan, suhu, polusi, dan sejenisnya memengaruhi ukuran dan masa pakai tetesan, model tersebut belum divalidasi secara eksperimental - tidak sampai pada tingkat yang dapat dipercaya bahwa sensor kecil di gerbong kereta dapat secara akurat menggambarkan keberadaan seseorang. risiko eksposur.
Eksperimen Chakrabarty akan dimulai dengan menjawab pertanyaan tentang sampel tetesan aerosol dari SARS-CoV-2 yang tidak aktif, yang akan disediakan oleh NIH dan Jacoo Boon, PhD, seorang profesor kedokteran.
Dengan mahasiswa pascasarjana Esther Monroe, para peneliti mengembangkan ruang berputar lingkungan yang menyerupai keranjang roaster kopi kuno yang berputar.
Di dalam, tetesan virus dengan ukuran mulai dari beberapa puluh nanometer hingga beberapa mikron dapat ditangguhkan, mengambang di dalam ruangan hingga beberapa jam.
Para peneliti akan dapat menyesuaikan variabel tertentu (suhu, kelembaban dan paparan sinar UV) di dalam ruangan untuk lebih memahami bagaimana partikel aerosol dengan virus bereaksi terhadap kondisi yang berubah, serta bagaimana hal itu berdampak pada deteksi oleh biosensor.
Pada akhirnya, mereka akan dapat menginformasikan bagaimana variabel tersebut memengaruhi kemampuan sensor untuk mendeteksi partikel.
Begitu mereka memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana tetesan bermuatan SARS-CoV-2 dipengaruhi oleh variabel-variabel ini dalam pengaturan laboratorium yang dibuat-buat, masuklah udara yang sarat dengan partikel halus, yang juga dikenal sebagai PM2.5.
Udara yang tercemar akan dimasukkan ke dalam ruang berputar lingkungan dengan tetesan virus untuk penyelidikan terperinci.
Dalam fase ini, keahlian Chakrabarty adalah kuncinya: Di labnya, dia dapat menghasilkan polutan PM2.5 yang berbeda - jelaga dan organik seperti yang berasal dari kebakaran hutan California, atau dari pembangkit listrik tenaga batu bara.
“Kami ingin tahu apa yang terjadi ketika partikel halus ini ditemukan di udara ambien,” katanya. “Bisakah Covid-19 bertahan di permukaannya dan kemudian terhirup?”
Pertanyaan-pertanyaan ini perlu dijawab sebelum meluncurkan versi biosensor Cirrito, yang dimodifikasi untuk mendeteksi SARS-CoV-2.
Pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana partikel aerosol ini berperilaku akan membantu para peneliti menentukan apakah sensor menangkap semua yang seharusnya - apakah pada hari yang cerah, tenang di pedesaan, atau di kota yang dilanda polusi udara.
Jika semuanya berjalan lancar, pandemi COVID-19 akan segera berakhir, tetapi tinggal menunggu waktu sampai virus udara berbahaya berikutnya muncul.
Perangkat dapat diperbarui untuk memantau ancaman lain dengan mengganti antibodi SARS-CoV-2 dengan satu spesifik untuk virus lain, kata para peneliti, seperti jenis epidemi influenza atau virus korona berikutnya.
“Selama orang berkumpul dalam kelompok, infeksi saluran pernapasan yang menular akan menjadi masalah,” kata Cirrito.
“Saya tidak pernah memikirkan tentang apa yang keluar dari mulut saya sebanyak yang saya alami tahun lalu.
Batuk di toko bahan makanan akan membuat Anda terlihat aneh untuk waktu yang lama.
Tapi ada cara untuk mengurangi bahayanya, dan saya pikir perangkat seperti ini bisa sangat membantu dalam mengendalikan penyebaran penyakit virus seperti COVID-19 dan memberikan ketenangan pikiran kepada orang-orang saat berada dalam kerumunan besar. ”
Baca Juga:
Sumber:
Situs web resmi Fakultas Kedokteran Universitas Washington St. Louis