Secondo i ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, una nuova cella elettrochimica potrebbe rilevare virus presenti nell’aria come SARS-CoV-2 quasi in tempo reale. Il dispositivo potrebbe essere posizionato su una parete o sul soffitto, o nei condotti dell’aria, per avvisare gli occupanti quando sono presenti anche tracce del virus, dicono.
Gli odierni sistemi per identificare gli individui infetti includono test antigenici rapidi, test sierologici e test basati sulla reazione a catena della polimerasi a trascrizione inversa (PCR). Sebbene efficienti ed efficaci, questi sistemi non sono compatibili con il campionamento aereo, che è ampiamente considerato uno strumento importante per il controllo delle future pandemie.
Una tecnologia che si mostra promettente in questo contesto è quella delle strutture molecolari impresse. Queste strutture rispondono alla presenza di composti come proteine, particelle inorganiche, virus e batteri nell’aria, innescando cambiamenti che possono essere rilevati elettronicamente.
Il nuovo sistema sviluppato da Lance Hubbard, Samuel Morrison e colleghi incorporano queste strutture impresse all'interno di molecole di grasso sferiche o micelle rivestite con polimero a doppio strato. Ogni micella ha un diametro di circa 5 micron e la sua superficie esterna è impressa con particelle di silice di circa 500 nm. Quando le particelle virali SARS-CoV-2 si legano alle particelle impresse, il doppio strato si apre, producendo una corrente che può essere misurata con apparecchiature elettroniche convenzionali quasi in tempo reale.
Una lente d'ingrandimento del segnale
“Il sistema agisce come un amplificatore di segnale, traducendo la presenza di una particella virale in 10 miliardi di particelle che insieme creano un segnale rilevabile”, spiega Morrison. “Il rilevatore presenta vantaggi rispetto alle tecnologie odierne: produce un segnale più velocemente; richiede un livello molto più basso di particelle virali; o produce meno errori."
I ricercatori riferiscono che il loro rilevatore è sensibile a una particella virale su un miliardo e può rilevare il virus entro un millisecondo. Tuttavia, è necessario un minuto aggiuntivo per eseguire un software di qualità per confermare il segnale.
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I ricercatori, che riportano il loro lavoro in Comunicazioni MRS, stanno ora cercando di espandere la portata della loro tecnologia ad altre minacce chimico-biologiche-esplosive, come gli inquinanti industriali, le tossine ambientali, i batteri negli alimenti o persino i dispositivi esplosivi improvvisati (IED). "Ci piacerebbe applicare questa tecnologia alla sicurezza degli edifici e del personale", afferma Hubbard. “Immagina l’impatto se qualcuno che entra in un edificio sa che ci sono agenti pericolosi come un virus o farmaci. Questa tecnologia si presta a tipi di applicazioni in cui “annusare” l’aria può rilevare oggetti che potresti voler evitare”.
