Covid-19 и повторное открытие, исследователи Вашингтонского университета разрабатывают детекторы SARS-CoV-2 в воздухе

Детекторы Covid-19 в воздухе, решение для повторного открытия? Во всем мире, включая Италию, большой проблемой на данном этапе является открытие общественных мест и предприятий. Исследователи Вашингтонского университета готовят очень полезный инструмент в этой области, а именно детекторы капель с Covid-19 в воздухе.

Конечно, если они окажутся надежными и быстрыми, это действительно может изменить ситуацию: дезинфекция скорая помощь или операция врача могла быть сделана только по одной причине (обнаружение Covid-19 в воздухе), и это применимо ко многим другим сферам жизни.

Можно ли превратить биосенсор, который они разработали много лет назад для болезни Альцгеймера, в переносимый по воздуху детектор вируса, вызывающего COVID-19?

Биосенсор был разработан для измерения белка Альцгеймера в головном мозге, но не было никаких причин, по которым его нельзя было использовать для обнаружения вирусных частиц в воздухе, думали они. Чиррито и Юеде наняли эксперта по аэрозолям Раджана Чакрабарти, доктора философии, доцента кафедры энергетики, окружающей среды и химической инженерии инженерной школы Маккелви при университете, чтобы он помог разработать способ быстрого выявления передающегося по воздуху SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID- 19.

Теперь, с помощью гранта в размере 900,000 XNUMX долларов США от Национального института злоупотребления алкоголем и алкоголизма Национального института здоровья (NIH), команда разрабатывает два устройства.

Один из них - детектор аэрозолей, предназначенный для постоянного контроля качества воздуха в крупных местах скопления людей, таких как конференц-залы, аэропорты и школы.

Другой - алкотестер, который можно использовать для быстрой оценки состояния здоровья людей, попадающих на рабочие места или в другие полуобщественные места, подобно тому, как тепловые датчики для определения температуры уже используются в медицинском кампусе Вашингтонского университета.

Covid-19 и воздушное распространение: исследователи из Вашингтонского университета

«Допустим, этот детектор аэрозолей срабатывает в большом скоплении людей», - сказал Чиррито, главный исследователь коллаборации.

«Вы можете немедленно очистить комнату, чтобы люди не проводили много времени в комнате с кем-то, кто инфицирован и, возможно, заразен, и пометить эту комнату для усиленной очистки или дезинфекции.

Это может снизить вероятность возникновения события сверхраспространения. И алкотестер - вы вдыхаете в него, вы получаете показания в реальном времени, если вы уверены, вы продолжаете идти, а если нет, вас направляют для дальнейшего тестирования ».

Изначально биосенсор был разработан для обнаружения изменений в уровнях бета-амилоида белка Альцгеймера.

Чтобы превратить амилоидный биосенсор в детектор коронавируса, исследователи заменили антитело, распознающее амилоид, на нанотело - антитело лам - которое распознает белок вируса SARS-CoV-2.

Нанотело было разработано в NIH в лаборатории Дэвида Броуди, доктора медицинских наук, бывшего преподавателя кафедры неврологии медицинского факультета.

После того, как биосенсор будет модернизирован для обнаружения SARS-CoV-2, его необходимо будет протестировать как датчик, переносимый по воздуху. Но есть проблема: мало что известно о том, как зараженные вирусом капли - распространяющиеся при кашле, чихании или даже дыхании - перемещаются по воздуху, поэтому исследователи не смогут проверить показания датчика.

«Есть много вопросов, на которые нет ответов», - сказал Чакрабарти. Главный из них: какова роль условий окружающей среды и загрязнения в передаче?

Мелкие твердые частицы, такие как сажа, могут перемещаться на невероятно большие расстояния; Частицы прошлогодних лесных пожаров в Калифорнии достигли континентальной Европы. Могут ли зараженные вирусом капли проехаться на кусочке сажи и путешествовать на такие огромные расстояния?

И хотя есть модели, которые показывают, как влажность, температура, загрязнение и тому подобное влияют на размер и срок службы капель, они не были подтверждены экспериментально - не до такой степени, чтобы быть уверенным, что крошечный датчик в вагоне поезда может точно отобразить человека. риск воздействия.

Эксперименты Чакрабарти начнутся с ответов на вопросы об образцах аэрозольных капель инактивированного SARS-CoV-2, которые будут предоставлены Национальным институтом здравоохранения и Джаку Бун, доктором медицины, доцентом медицины.

Вместе с аспирантом Эстер Монро исследователи разработали вращающуюся камеру для окружающей среды, которая напоминает старинную вращающуюся корзину для обжарки кофе.

Внутри вирусная капля размером от нескольких десятков нанометров до пары микрон может быть подвешена и плавать в камере до нескольких часов.

Исследователи смогут регулировать определенные переменные (температуру, влажность и воздействие ультрафиолетового излучения) в камере, чтобы лучше понять, как эти аэрозольные частицы с вирусом реагируют на изменение условий, а также как это влияет на обнаружение биосенсором.

В конечном итоге они смогут сообщить, как эти переменные влияют на способность датчика обнаруживать частицы.

Как только они получат лучшее представление о том, как эти переменные влияют на капли, содержащие SARS-CoV-2, в искусственных лабораторных условиях, в воздух поступают мелкие твердые частицы, также известные как PM2.5.

Загрязненный воздух будет попадать во вращающуюся камеру с вирусными каплями для детального исследования.

На этом этапе опыт Чакрабарти является ключевым: в своей лаборатории он может производить различные загрязнители PM2.5 - сажу и органические вещества, подобные тем, которые образуются при лесных пожарах в Калифорнии или на угольной электростанции.

«Мы хотим знать, что происходит, когда эти мелкие твердые частицы обнаруживаются в окружающем воздухе», - сказал он. «Может ли Covid-19 выжить на своей поверхности, а затем его вдохнуть?»

Эти вопросы необходимо решить, прежде чем выпускать версию биосенсора Cirrito, модифицированную для обнаружения SARS-CoV-2.

Лучшее понимание того, как ведут себя эти аэрозольные частицы, поможет исследователям определить, улавливает ли датчик все, что он должен - будь то ясный, тихий день в сельской местности или в городе, страдающем от загрязнения воздуха.

Если все пойдет хорошо, пандемия COVID-19 скоро закончится, но появление следующего опасного вируса, передающегося по воздуху, - лишь вопрос времени.

По словам исследователей, устройства можно обновить для отслеживания других угроз, заменив антитело SARS-CoV-2 одним, специфичным для другого вируса, такого как эпидемический штамм гриппа или следующий коронавирус.

«Пока люди собираются группами, инфекционные респираторные инфекции будут проблемой», - сказал Чиррито.

«Я никогда не думал о том, что выходит из моего рта так много, как в прошлом году.

Кашель в продуктовом магазине надолго будет вызывать у вас странные взгляды.

Но есть способы уменьшить опасность, и я думаю, что такие устройства могут иметь большое значение для контроля над распространением вирусных заболеваний, таких как COVID-19, и дать людям душевное спокойствие, когда они находятся в больших скоплениях людей ».

Читайте также:

Диагностика болезни Альцгеймера, исследование исследователей Вашингтонского университета по белку тау-белка MTBR в спинномозговой жидкости

Исследование показывает, что перенесенная инфекция COVID-19 не полностью защищает молодых людей от повторного заражения

Источник:

Официальный сайт Медицинской школы Вашингтонского университета Сент-Луиса

Вас также может заинтересовать