Badanie maski MIT: Inżynierowie z MIT i Harvard University zaprojektowali nowatorską maskę na twarz, która może zdiagnozować noszącego ją Covid-19 w ciągu około 90 minut.

Maski są osadzone w maleńkich, jednorazowych czujnikach, które mogą być zamontowane w innych maskach na twarz i mogłyby być również przystosowane do wykrywania innych wirusów.

Artykuł wyjaśniający wynalazek ukazał się dziś w Natura Biotechnologia .

Czujniki w maskach, odzieży i nie tylko

"Ten test jest tak czuły jak złoty standard, wysoce czułe testy PCR, ale jest tak szybki jak testy antygenowe, które są używane do szybkiej analizy Covid-19", powiedział współautor badania Peter Nguyen.

Czujniki oparte są na liofilizowanej maszynerii komórkowej, którą zespół badawczy opracował wcześniej do wykorzystania w papierowej diagnostyce wirusów takich jak Ebola i Zika.

W nowym badaniu naukowcy wykazali, że czujniki mogłyby być wbudowane nie tylko w maski na twarz, ale także w ubrania, takie jak płaszcze laboratoryjne.

To potencjalnie oferuje nowy sposób monitorowania narażenia pracowników służby zdrowia na różne patogeny lub inne zagrożenia.

Liofilizowane czujniki do diagnostycznej maski twarzowej

Czujniki maski twarzowej są tak zaprojektowane, że mogą być aktywowane przez użytkownika, gdy jest on gotowy do wykonania testu, a wyniki są wyświetlane tylko po wewnętrznej stronie maski, dla zachowania prywatności użytkownika.

Aby wyprodukować swoją diagnostyczną maskę na twarz, badacze osadzili liofilizowane czujniki w papierowej masce.

Liofilizowane składniki otoczone są elastomerem silikonowym.

Czujniki są umieszczone po wewnętrznej stronie maski, dzięki czemu mogą wykryć cząstki wirusów w oddechu osoby noszącej maskę.

Maska zawiera również mały zbiornik wody, który jest uwalniany po naciśnięciu przycisku, gdy użytkownik jest gotowy do wykonania testu.

W ten sposób nawadnia się liofilizowane elementy czujnika SARS-CoV-2, który analizuje nagromadzone na wewnętrznej stronie maski kropelki oddechu i daje wynik w ciągu 90 minut.

Prototyp maski z badań MIT działa również na grypę, Ebolę i czynniki nerwowe

Prototypy opracowane w tym badaniu posiadają czujniki znajdujące się po wewnętrznej stronie maski w celu wykrycia stanu użytkownika, jak również czujniki umieszczone na zewnątrz odzieży, w celu wykrycia ekspozycji ze strony otoczenia.

Naukowcy mogą również zamienić czujniki na inne patogeny, w tym grypę, Ebolę i Zikę, lub czujniki, które opracowali do wykrywania fosforoorganicznych środków nerwowych.

"Dzięki tym demonstracjom zasadniczo skurczyliśmy funkcjonalność najnowocześniejszych urządzeń do badań molekularnych do formatu zgodnego ze scenariuszami do noszenia w różnych zastosowaniach" - mówi Soenksen.

Idealny dla osób udzielających pierwszej pomocy, służby zdrowia i wojska

"Ta technologia mogłaby zostać włączona do płaszczy laboratoryjnych dla naukowców pracujących z niebezpiecznymi materiałami lub patogenami, fartuchów dla lekarzy i pielęgniarek lub mundurów pierwszych respondentów i personelu wojskowego, którzy mogą być narażeni na niebezpieczne patogeny lub toksyny, takie jak gaz nerwowy" - powiedziała współautorka Nina Donghia.

Naukowcy zgłosili patent na technologię i mają teraz nadzieję na współpracę z firmą w celu dalszego rozwoju czujników.

Maska na twarz jest najprawdopodobniej pierwszą aplikacją, która mogłaby zostać udostępniona, powiedział współautor James Collins.

"Maseczka do twarzy jest chyba najbardziej zaawansowana i najbliższa produktowi".

"Mamy już wiele zainteresowania od grup zewnętrznych, które chciałyby wziąć prototypowe wysiłki, które mamy i awansować je do zatwierdzonego, wprowadzonego na rynek produktu", mówi.

"Pokazaliśmy, że możemy liofilizować szeroką gamę czujników biologii syntetycznej, aby wykryć wirusowe lub bakteryjne kwasy nukleinowe, a także toksyczne substancje chemiczne, w tym toksyny nerwowe".

"Przewidujemy, że ta platforma może umożliwić noszone biosensory następnej generacji dla pierwszych respondentów, personelu medycznego i personelu wojskowego" - powiedział Collins.

Szczegóły badania

Artykuł: "Materiały do noszenia z wbudowanymi czujnikami biologii syntetycznej do wykrywania biomolekuł"

Autorzy: Peter Q. Nguyen, Luis R. Soenksen, Nina M. Donghia, Nicolaas M. Angenent-Mari, Helena de Puig, Ally Huang, Rose Lee, Shimyn Slomovic, Tommaso Galbersanini, Geoffrey Lansberry, Hani M. Sallum, Evan M. Zhao, James B. Niemi & James J. Collins

Opublikowane w: Natura Biotechnologia , 28 czerwca 2021 r.

DOI: 10.1038/s41587-021-00950-3

fot: Wyss Institute at Harvard University, licencja CC BY-NC-ND 4.0

Powiązane: Naukowcy projektują nową przeciwwirusową maskę na twarz, która odkaża wydychane przez użytkownika powietrze, czyniąc go mniej zakaźnym dla innych.