Исследователи из Массачусетского технологического института и Гарварда продемонстрировали передовую технологию биосенсора, разработав маску для лица, которая может обнаруживать SARS-CoV-2 в дыхании человека всего за 90 минут. Сенсорная технология может быть запрограммирована на обнаружение любого вида вирусов или токсинов, и ее можно интегрировать в ткань одежды.
Биосенсор находится в разработке в течение нескольких лет и основан на новой технологии, получившей название wFDCF (переносная сублимационная сушка без клеток). В отличие от ранее разработанных биосенсоров, которые требуют для работы живые клетки, эта система извлекает и замораживает клеточные механизмы, необходимые для обнаружения органических молекул.
«Другие группы создали носимые устройства, которые могут обнаруживать биомолекулы, но все эти методы требовали помещения живых клеток в носимое устройство, как если бы пользователь носил крошечный аквариум», — объясняет Питер Нгуен, соавтор нового исследования. «Если этот аквариум когда-нибудь сломается, содержимое могло бы просочиться на владельца, и эта идея никому не нравится».
Технология wFDCF ранее использовалась для создания экспериментальных средств диагностики вирусов Эбола и Зика. Около года назад, когда пандемия COVID-19 охватила весь мир, исследователи быстро решили попытаться превратить экспериментальную технологию в полезный продукт для борьбы с ней.
«Мы хотели внести свой вклад в глобальные усилия по борьбе с вирусом, и мы пришли к идее интегрировать wFDCF в маски для лица для обнаружения SARS-CoV-2», — отмечает один из авторов исследования Луис Соенксен. «Весь проект был проведен в условиях карантина или строгого социального дистанцирования, начиная с мая 2020 года».
Датчик легко встраивается в маску N95, обеспечивая результаты за 90 минут.
Феличе Франкель и новостной офис Массачусетского технологического института
Маска для лица представляет собой самое передовое применение технологии wFDCF на сегодняшний день. Несколько биосенсоров в маске активируются при нажатии кнопки, высвобождая небольшой резервуар с водой. Эта жидкость гидратирует лиофилизированные молекулы в датчике, который может анализировать капли из дыхания пользователя. В течение 90 минут небольшая полоска бумаги регистрирует пользователя как положительного или отрицательного на SARS-CoV-2 посредством считывания, аналогичного показаниям теста на беременность.
«Мы фактически уменьшили всю диагностическую лабораторию до небольшого сенсора на основе синтетической биологии, который работает с любой лицевой маской и сочетает в себе высокую точность тестов ПЦР со скоростью и низкой стоимостью тестов на антигены», — говорит Нгуен.
Три различных сенсорных «зоны» активируются при выпуске воды.
Предоставлено исследователями
Предварительные тесты показывают, что диагностическая маска для лица дает высокоточные результаты, сравнимые с текущими тестами ПЦР, золотым стандартом для обнаружения SARS-CoV-2. Нгуен отмечает, что маска для лица является наиболее готовым к выходу на рынок продуктом, разработанным командой wFDCF, и эта технология предлагает огромное разнообразие применений, помимо диагностики COVID-19.
«Эта технология может быть использована в лабораторных халатах для ученых, работающих с опасными материалами или патогенами, в скрабах для врачей и медсестер или в униформе сотрудников службы экстренного реагирования и военнослужащих, которые могут подвергаться воздействию опасных патогенов или токсинов, таких как нервно-паралитический газ», — говорит он. Нина Донгиа, соавтор нового исследования.
Результаты выводятся на простой бумажной полоске, но другие итерации технологии включают электронику, которая передает результаты на смартфоны или компьютеры.
Институт Висса при Гарвардском университете
В настоящее время исследователи ищут коммерческих производителей, заинтересованных в массовом производстве лицевых масок для обнаружения COVID-19.
Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК