الآن بعد أن انتهت مرحلة الطوارئ لوباء COVID-19 ، يبحث العلماء عن طرق لمراقبة البيئات الداخلية في الوقت الفعلي بحثًا عن الفيروسات ، من خلال الجمع بين التطورات الحديثة في تكنولوجيا أخذ عينات الهباء الجوي وتكنولوجيا الاستشعار الحيوي فائقة الحساسية ، باحثون في جامعة واشنطن في سانت. يمتلك لويس جهاز مراقبة في الوقت الفعلي يمكنه اكتشاف أي نوع من فيروسات SARS-CoV-2 في الغرفة في غضون 5 دقائق تقريبًا.
يمكن استخدام جهاز إثبات المفهوم غير المكلف في المستشفيات ومرافق الرعاية الصحية والمدارس والأماكن العامة للمساعدة في اكتشاف CoV-2 وربما مراقبة الهباء الجوي لفيروسات الجهاز التنفسي الأخرى ، مثل الإنفلونزا والفيروس المخلوي التنفسي (RSV). الحساسية متوفرة اليوم (10 يوليو) في Nature Communications.
يتكون الفريق متعدد التخصصات من الباحثين من كلية ماكلفي للهندسة وكلية الطب من راجان تشاكرابارتي ، أستاذ مساعد التطوير الوظيفي لهارولد دي جولي في هندسة الطاقة والبيئة والكيمياء في هندسة ماكيلفي ، وجوزيف بوتسيري ، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر تشاكرابارتي ؛ جون سيريتو ، أستاذ علم الأعصاب بكلية الطب ؛ وكارلا أودي ، أستاذة الطب النفسي في كلية الطب ، وفقًا لموقع سايتشدايلي.
قال Cirrito: “لا يوجد شيء الآن يخبرنا عن مدى أمان الغرفة”. “إذا كنت في غرفة بها 100 شخص ، فأنت لا تريد أن تعرف بعد خمسة أيام ما إذا كنت مريضًا أم لا. الفكرة من هذا الجهاز هي أنه يمكنك معرفة ما إذا كنت مريضًا.” يوجد فيروس حي في الوقت الفعلي ، أو كل 5 دقائق “.
كان Cirrito و Yuede قد طورا سابقًا مستشعرًا حيويًا للقطب المناعي الدقيق (MIE) يكتشف بيتا أميلويد كمؤشر حيوي لمرض الزهايمر وتساءل عما إذا كان يمكن تحويله إلى كاشف لـ SARS-CoV-2. لقد تواصلوا مع تشاكرابارتي ، الذي شكل فريقًا شمل بوتوسيري ، الذي كان لديه خبرة في بناء أدوات في الوقت الفعلي لقياس سمية الهواء.
لتحويل المستشعر الحيوي من اكتشاف أميلويد بيتا إلى فيروس كورونا ، تبادل الباحثون جسمًا مضادًا يتعرف على أميلويد بيتا لجسم نانو لاما يتعرف على بروتين سبايك من SARS-CoV-2 ، ديفيد برودي ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، عضو هيئة تدريس سابقًا في قسم طب الأعصاب في كلية الطب ومؤلف على الورقة ، قام بتطوير الجسم النانوي في مختبره في المعاهد الوطنية للصحة (NIH). قال الباحثون إن الجسم النانوي صغير وسهل التكاثر والتعديل وغير مكلف.
قال يويدي: “النهج الكهروكيميائي المستند إلى الأجسام النانوية أسرع في اكتشاف الفيروس لأنه لا يحتاج إلى كاشف أو الكثير من خطوات المعالجة”. يرتبط SARS-CoV-2 بالأجسام النانوية على السطح ، ويمكننا إحداث أكسدة التيروزينات على سطح الفيروس باستخدام تقنية تسمى قياس الفولتميتر. تربيع للحصول على مقياس لكمية الفيروس في العينة.
قام Chakrabarty و Puthussery بدمج المستشعر الحيوي في جهاز أخذ عينات الهواء الذي يعمل على أساس تقنية الإعصار الرطب ، حيث يدخل الهواء إلى جهاز أخذ العينات بسرعات عالية جدًا ويختلط بالطرد المركزي مع السائل الذي يبطن جدران جهاز أخذ العينات لإنشاء دوامة سطحية ، وبالتالي محاصرة الهباء الجوي الفيروس. يحتوي جهاز أخذ العينات الحلزوني الرطب على مضخة آلية تجمع السائل وترسله إلى جهاز الاستشعار الحيوي للكشف عن الفيروسات بشكل سلس باستخدام الكيمياء الكهربائية.
اختبر الفريق الشاشة في شقق مريضين مصابين بـ COVID. تمت مقارنة نتائج PCR في الوقت الحقيقي من عينات الهواء من غرف النوم مع عينات الهواء التي تم جمعها من غرفة التحكم الخالية من الفيروسات. كشفت الأجهزة عن فيروس RNA في عينات الهواء من غرف النوم لكنها لم تكتشف أي شيء في عينات هواء التحكم.
