Вашингтонский университет. Команда разрабатывает монитор воздуха, который обнаруживает Covid

Новое устройство, разработанное исследователями Вашингтонского университета, обещает обнаружить, находится ли вирус SARS-CoV-2 в комнате или другом общественном месте.

Группа исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработала монитор воздуха в режиме реального времени, который может обнаружить любой из вариантов вируса SARS-CoV-2, присутствующий в комнате, примерно за 5 минут.

Устройство для проверки концепции было создано исследователями из Инженерной школы МакКелви и Медицинской школы Вашингтонского университета. В состав команды входятРаджан Чакрабарти, доцент Гарольда Д. Джолли по развитию карьеры в области энергетики, окружающей среды и химической инженерии в McKelvey Engineering;Джозеф Путуссери, научный сотрудник лаборатории Чакрабарти;Джон Чиррито , профессор неврологии медицинского факультета; иКарла Юеде, доцент кафедры психиатрии медицинского факультета.

Результаты содержатся в публикации в журнале Nature Communications от 10 июля, в которой подробно рассказывается о том, как работает технология.

Устройство обещает стать прорывом, которое, когда оно появится в продаже, может быть использовано в больницах и медицинских учреждениях, школах, жилых помещениях и других общественных местах для выявления не только вируса SARS-CoV-2, но и других респираторных заболеваний. вирусные аэрозоли, такие как вирус гриппа и респираторно-синцитиальный вирус (РСВ).

«На данный момент нет ничего, что могло бы сказать нам, насколько безопасно помещение», — сказал Чиррито в пресс-релизе университета. «Если вы находитесь в комнате со 100 людьми, вы не захотите через пять дней узнать, можете ли вы заболеть или нет. Идея этого устройства заключается в том, что вы можете узнавать в режиме реального времени или каждые 5 минут, есть ли в воздухе живой вирус».

Команда объединила опыт в области биосенсорства с ноу-хау в разработке приборов, измеряющих токсичность воздуха. Получившееся устройство представляет собой пробоотборник воздуха, работающий на основе так называемой «технологии мокрого циклона». Воздух всасывается в пробоотборник на очень высоких скоростях, а затем центробежно смешивается с жидкостью, содержащей нанотело, распознающее шиповый белок вируса SARS-CoV-2. Эта жидкость, покрывающая стенки пробоотборника, создает поверхностный вихрь, улавливающий вирусные аэрозоли. Влажный циклонный пробоотборник имеет насос, который собирает жидкость и отправляет ее на биосенсор для обнаружения вируса с помощью электрохимии.

Успех этого прибора связан с чрезвычайно высокой скоростью, которую он создает (скорость потока монитора составляет около 1000 литров в минуту), что позволяет ему отбирать гораздо больший объем воздуха за 5-минутный период сбора, чем это возможно с помощью доступные в настоящее время коммерческие пробоотборники. Он также компактен — около одного фута в ширину и 10 дюймов в высоту — и загорается при обнаружении вируса, предупреждая пользователей о необходимости увеличить поток воздуха или циркуляцию в комнате.

Чтобы протестировать монитор, команда разместила его в квартирах двух Covid-положительных пациентов. Затем пробы воздуха из спален в реальном времени сравнивались с пробами воздуха, собранными в свободной от вирусов диспетчерской. Устройство обнаружило РНК вируса в пробах воздуха из спален, но не обнаружило ее в контрольных пробах воздуха.

Согласно исследованию, в лабораторных экспериментах, в которых SARS-CoV-2 распылялся в камере размером с комнату, влажный циклон и биосенсор смогли обнаружить различные уровни концентрации вируса в воздухе уже после нескольких минут отбора проб.

«Мы начинаем с SARS-CoV-2, но есть планы также измерять грипп, RSV, риновирус и другие основные патогены, которые регулярно заражают людей», — сказал Сиррито. «В условиях больницы монитор можно использовать для измерения стафилококка или стрептококка, которые вызывают у пациентов всевозможные осложнения. Это действительно может оказать серьезное влияние на здоровье людей».

Команда Вашингтонского университета сейчас работает над коммерциализацией монитора качества воздуха.