Maski wielofunkcyjne

Czujniki aktywowane wodą zamieniają prototypową maskę w czułą diagnostykę Covid-19, która może dostarczyć wyniki w 90 minut. Wesoły Frankel

Maski na twarz były nieocenionym narzędziem przeciwko Covid-19, ale co by było, gdyby mogły go wykryć, a także zapobiec jego rozprzestrzenianiu się?

Inżynierowie z MIT i Harvardu zaprojektowali taki, który może właśnie to zrobić. Małe, jednorazowe czujniki wbudowane w maskę mogą wykryć ekspozycję na wirusa SARS-CoV-2 i zdiagnozować chorobę. Można je również włączyć do odzieży i przystosować do wykrywania innych wirusów lub toksyn.

Czujniki są oparte na technice, którą James Collins z Instytutu Inżynierii Medycznej i Nauki MIT rozpoczął kilka lat temu, aby stworzyć papierową diagnostykę wirusów, takich jak Ebola i Zika. Są zbudowane z liofilizowanych składników komórkowych, które pozostają stabilne przez miesiące, dopóki nie zostaną aktywowane przez wodę, w którym to momencie oddziałują z docelową cząsteczką, taką jak sekwencja DNA, i wytwarzają sygnał, taki jak zmiana koloru.

W przypadku detektora Covid, liofilizowane składniki, które reagują z wirusem, są osadzone w papierowej masce otoczonej pierścieniem z elastomeru silikonowego, aby próbka nie mogła wyparować ani dyfundować z czujnika. Kiedy użytkownik naciska przycisk, uwalniany jest mały zbiornik wody w celu ponownego nawodnienia czujnika, który analizuje krople oddechowe zgromadzone wewnątrz maski i w ciągu 90 minut daje wynik. W trosce o prywatność wyniki są wyświetlane po wewnętrznej stronie maski.

Ten test jest tak czuły, jak złoty standard, bardzo czułe testy PCR, ale jest tak szybki, jak testy antygenowe, które są używane do szybkiej analizy Covid-19, mówi Peter Nguyen, naukowiec z Instytutu Wyss na Uniwersytecie Harvarda. Inżynieria. Nguyen, Collins i Luis Soenksen, PhD ’20, z Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health w MIT są głównymi autorami papier opisując pracę.

Prototypy opracowane w ramach tego badania obejmują również odzież z czujnikami umieszczonymi na zewnątrz w celu wykrywania ekspozycji ze środowiska. Może to być szczególnie przydatne w fartuchach laboratoryjnych noszonych przez pracowników służby zdrowia. Naukowcy mogą zamienić czujniki na inne patogeny, w tym grypę, Ebolę i Zika, lub czujniki, które opracowali do wykrywania organofosforanowych czynników nerwowych.

Wykazaliśmy, że możemy liofilizować szeroką gamę czujników do biologii syntetycznej do wykrywania wirusowych lub bakteryjnych kwasów nukleinowych, a także toksycznych chemikaliów, w tym toksyn nerwowych, mówi Collins. Przewidujemy, że ta platforma może umożliwić wprowadzenie bioczujników nowej generacji do noszenia dla ratowników, personelu medycznego i wojskowego.

Naukowcy złożyli wniosek patentowy na technologię i mają nadzieję, że będą współpracować z firmą, aby ją dalej rozwijać. Maska na twarz jest najprawdopodobniej pierwszą aplikacją, która mogłaby zostać udostępniona, mówi Collins.

ukryć