В MIT создали маску, распознающую SARS-CoV-2 всего за 90 минут
Сенсорная технология может быть запрограммирована на обнаружение любого вида вируса или токсина, и она достаточно мала, чтобы ее можно было интегрировать в ткань одежды
Биосенсор находился в разработке в течение нескольких лет и основан на новой технологии, получившей название wFDCF (англ. wearable freeze-dried cell-free). В отличие от уже существующих биосенсоров, которые требуют участия живых клеток, эта система извлекает и замораживает клеточные механизмы, необходимые для обнаружения органических молекул.
«Другие группы исследователей уже создавали носимые устройства, которые могут обнаруживать биомолекулы, но все эти методы требовали помещения в прибор живых клеток. Это то же самое, как если бы пользователь носил крошечный аквариум», — объясняет Питер Нгуен, соавтор нового исследования. «Если этот аквариум когда-нибудь сломается, бактерии могут просочиться к владельцу, и тогда все примет крайне печальный оборот».
Технология wFDCF ранее использовалась для создания экспериментальных средств диагностики вирусов Эбола и Зика. Примерно год 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 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».
Система устроена достаточно просто. Несколько биосенсоров в маске активируются при нажатии кнопки, высвобождая небольшой резервуар с водой. Эта жидкость смачивает молекулы в датчике, который может анализировать капельки жидкости из дыхания пользователя. В течение 90 минут устройство проводит анализ, после чего небольшая полоска бумаги выдает положительный или отрицательный результат на наличие частиц SARS-CoV-2. Авторы разработки говорят, что метод напоминает показания теста на беременность.
«Мы фактически уменьшили целую диагностическую лабораторию до небольшого сенсора, который работает с любой лицевой маской и сочетает в себе высокую точность тестов ПЦР со скоростью и низкой стоимостью тестов на антигены», — заявил Нгуен.
Предварительные тесты показывают, что новая маска демонстрирует высокоточные результаты, сравнимые с текущими тестами ПЦР — золотым стандартом для обнаружения SARS-CoV-2. Нгуен отмечает, что маска для лица является готовым к выходу на рынок продуктом, но эта технология предлагает огромное разнообразие применений помимо диагностики COVID-19.
«Наша разработка может быть использована в лабораторных халатах для ученых, работающих с опасными материалами или патогенами, в одежде 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», — объясняет Нина Донгиа, соавтор нового исследования.
Данная итерация маски для лица не содержит электронных компонентов, чтобы максимально упростить и удешевить производство, в потому результаты выводятся на простой бумажной полоске. Однако другие прототипы включают оптоволоконную технологию для мониторинга данных датчиков и могут отправлять результаты анализа в приложение для смартфонов.
В настоящее время исследователи ищут коммерческих производителей, заинтересованных в массовом производстве лицевых масок для обнаружения COVID-19.
