Laitteen yleiskatsaus

Tutkijat ovat kehittäneet mullistavan laitteen, joka pystyy havaitsemaan nopeasti ilmassa olevan SARS-CoV-2:n, COVID-19-taudin aiheuttavan viruksen, viidessä minuutissa. Tällä periaatetodiste-ilmaisimella on mahdollisuus mullistaa se tapa, jolla seuraamme ja hallitsemme ilmassa leviäviä viruksia julkisissa tiloissa.

Laite, joka tunnetaan nimellä märkäsykloninen aerosolinäytteenottaja, hyödyntää ainutlaatuista suunnittelua, joka on saanut inspiraationsa aiemmin Alzheimerin potilaiden aivoissa olevan proteiinin havaitsemiseen käytetystä laitteesta. Se vetää ilmaa sisään 1 000 litran minuuttinopeudella ja pyörteistää sitä syklonin tavoin, jotta viruksen hiukkaset saadaan loukkuun nesteliuoksessa.

Havaitsemismekanismi

Viiden minuutin kuluttua suspensiota analysoidaan biosensorilla, joka on valmistettu elektrodista, joka on kiinnitetty nanorakenteisiin vasta-aineisiin, laamoista peräisin oleviin immuunijärjestelmän proteiineihin. Näillä nanorakenteisilla vasta-aineilla on huomattava affiniteetti koronavirusten piikkiproteiineihin, mikä mahdollistaa viruksen läsnäolon havaitsemisen.

Tämän jälkeen anturin läpi johdetaan sähkövirta, mikä saa piikkiproteiinit menettämään elektroneja. Kun toinen anturi havaitsee tämän muutoksen, laite vahvistaa SARS-CoV-2:n läsnäolon.

Tarkkuus ja käyttökohteet

Nature Communications -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että laite on 77–83-prosenttisen tarkka kaikkien koronavirusvarianttien havaitsemisessa ilmassa. Se pystyi myös havaitsemaan viruksen kahden COVID-19-positiivisen potilaan asunnoista vain viidessä minuutissa.

Laitetta voitaisiin käyttää laajasti terveydenhuollossa ja kansanterveydessä. Sitä voitaisiin käyttää viruksen etsimiseen sairaaloissa, ostoskeskuksissa, lentokentillä ja muissa julkisissa tiloissa, mikä auttaisi tunnistamaan korkean riskin alueet ja ohjaamaan tartunnan torjuntatoimia.

Kustannukset ja tulevaisuudennäkymät

Laitteen valmistamisen nykyiset kustannukset laboratoriossa arvioidaan olevan 1 400–1 900 dollaria. Tutkijat uskovat kuitenkin, että jatkokehityksen myötä mikroaaltouunin kokoinen ilmaisin voitaisiin suunnitella etsimään myös muita ilmassa leviäviä viruksia.

Tiimi tutkii parhaillaan mahdollisuutta havaita influenssaa, RS-virusta ja muita taudinaiheuttajia samalla tekniikalla. He uskovat, että tällä laitteella on mahdollisuus mullistaa se tapa, jolla seuraamme ja hallitsemme ilmassa leviäviä viruksia, ja siten parantaa kansanterveyden tuloksia.

Lisäominaisuudet ja -edut:

• Laite on suunniteltu kannettavaksi ja helppokäyttöiseksi, mikä mahdollistaa nopean käyttöönoton erilaisissa ympäristöissä.
• Se tarjoaa reaaliaikaisen havaitsemisen, mikä poistaa aikaa vievien PCR-testien tarpeen.
• Nanorakenteisiin vasta-aineisiin perustuva anturi on erittäin herkkä ja spesifinen, mikä mahdollistaa viruksen tarkan tunnistamisen.
• Syklonin kaltainen hiukkasten rata varmistaa viruksen hiukkasten tehokkaan sieppaamisen ilmasta.
• Laitteen alhaiset kustannukset mahdollistavat sen laajan käyttöönoton julkisissa tiloissa.