En ny elektrokemisk celle kunne opdage luftbårne vira som SARS-CoV-2 i næsten realtid, ifølge forskere ved US Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Enheden kan placeres på en væg eller et loft eller i luftkanaler for at advare beboerne, når der er spor af virussen, siger de.
Nutidens systemer til identifikation af smitsomme individer omfatter hurtige antigentest, serologiske tests og test baseret på omvendt transkriptionspolymerasekædereaktion (PCR). Selvom disse systemer er effektive og effektive, er de ikke kompatible med luftbåren prøvetagning, som i vid udstrækning betragtes som et vigtigt værktøj til at kontrollere fremtidige pandemier.
En teknologi, der viser lovende i denne sammenhæng, er prægede molekylære strukturer. Disse strukturer reagerer på tilstedeværelsen af forbindelser som proteiner, uorganiske partikler, vira og bakterier i luften, hvilket udløser ændringer, der kan detekteres elektronisk.
Det nye system udviklet af Lance Hubbard, Samuel Morrison og kolleger inkorporerer disse prægede strukturer i dobbeltlags polymer-coatede sfæriske fedtmolekyler eller miceller. Hver micelle er omkring 5 mikrometer i diameter, og dens ydre overflade er præget med silicapartikler omkring 500 nm i størrelse. Når SARS-CoV-2 virale partikler binder sig til de prægede partikler, sprænger dobbeltlaget op og producerer en strøm, der kan måles med konventionelt elektronisk udstyr i næsten realtid.
En signallup
"Systemet fungerer som et signalforstørrelsesglas, der omsætter tilstedeværelsen af en viral partikel til 10 milliarder partikler, der tilsammen skaber et detekterbart signal," forklarer Morrison. “Detektoren har fordele i forhold til nutidens teknologier: den producerer et signal hurtigere; kræver et meget lavere niveau af virale partikler; eller producerer færre fejl."
Forskerne rapporterer, at deres detektor er følsom over for en viral partikel i en milliard og kan opdage virussen inden for et millisekund. Det tager dog et ekstra minut at køre kvalitetssoftware for at bekræfte signalet.
Meget tørre og meget fugtige indendørsmiljøer er værre for COVID-spredning
Forskerne, der rapporterer deres arbejde i MRS kommunikation, søger nu at udvide omfanget af deres teknologi til andre kemisk-biologiske-eksplosive trusler, såsom industrielle forurenende stoffer, miljøgifte, bakterier i fødevarer eller endda improviserede eksplosive anordninger (IED'er). "Vi vil gerne anvende denne teknologi til bygnings- og personalesikkerhed," siger Hubbard. "Forestil dig virkningen, hvis nogen går ind i en bygning ved, at der er trusselsmidler som virus eller stoffer. Denne teknologi egner sig til sådanne typer af applikationer, hvor 'sniffning' til luften kan registrere genstande, du måske ønsker at undgå."
