211service.com
Multifunktionsmasker
Vattenaktiverade sensorer förvandlar en prototypmask till en känslig covid-19-diagnostik som kan ge resultat på 90 minuter. Glad Frankel
Ansiktsmasker har varit ett ovärderligt verktyg mot covid-19, men tänk om de kunde upptäcka det och hjälpa till att förhindra spridningen?
Ingenjörer vid MIT och Harvard har designat en som kan göra just det. Små, engångssensorer inbäddade i masken kan upptäcka exponering för SARS-CoV-2-viruset och diagnostisera sjukdomen. De kan också inkorporeras i kläder och anpassas för att upptäcka andra virus eller toxiner.
Sensorerna är baserade på en teknik som James Collins från MIT:s Institute for Medical Engineering and Science började utveckla för flera år sedan för att skapa pappersdiagnostik för virus som ebola och Zika. De är gjorda av frystorkade cellulära komponenter som förblir stabila i månader tills de aktiveras av vatten, vid vilken tidpunkt de interagerar med en målmolekyl som en DNA-sekvens och producerar en signal som en förändring i färg.
När det gäller covid-detektorn är frystorkade komponenter som reagerar med viruset inbäddade i en pappersmask, omgiven av en ring av silikonelastomer så att provet inte kan avdunsta eller diffundera bort från sensorn. När bäraren trycker på en knapp frigörs en liten behållare med vatten för att återfukta sensorn, som analyserar ackumulerade andningsdroppar på insidan av masken och ger ett resultat inom 90 minuter. Av hänsyn till integriteten visas resultat på insidan av masken.
Detta test är lika känsligt som guldstandarden, mycket känsliga PCR-tester, men det är lika snabbt som antigentesterna som används för snabb analys av covid-19, säger Peter Nguyen, forskare vid Harvard Universitys Wyss Institute for Biologically Inspired Teknik. Nguyen, Collins och Luis Soenksen, PhD '20, vid MIT:s Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health är huvudförfattarna till pappret beskriver arbetet.
De prototyper som utvecklats i denna studie inkluderar även plagg med sensorer placerade på utsidan för att upptäcka exponering från omgivningen. Detta kan vara särskilt användbart i labbrockar som bärs av sjukvårdspersonal. Forskarna kan byta in sensorer mot andra patogener, inklusive influensa, ebola och zika, eller sensorer som de har utvecklat för att upptäcka organofosfatnervämnen.
Vi har visat att vi kan frystorka ett brett utbud av syntetiska biologiska sensorer för att detektera virala eller bakteriella nukleinsyror, såväl som giftiga kemikalier, inklusive nervgifter, säger Collins. Vi föreställer oss att den här plattformen skulle möjliggöra nästa generations bärbara biosensorer för första responders, sjukvårdspersonal och militär personal.
Forskarna har ansökt om patent på tekniken och hoppas kunna arbeta med ett företag för att utveckla den vidare. Ansiktsmasken är troligen den första applikationen som kan göras tillgänglig, säger Collins.