Инженерите от MIT и Харвард разработват маска за лице, която открива COVID-19

Изследователи от MIT и Харвард демонстрираха авангардна технология за биосензор чрез разработване на маска за лице, която може да открие SARS-CoV-2 в дъха на потребителя само за 90 минути. Сензорната технология може да бъде програмирана да открива всякакъв вид вирус или токсин и е достатъчно малка, за да бъде интегрирана в тъканите за облекло.

Биосензорът се разработва от няколко години и се основава на нова технология, наречена wFDCF (без клетъчно сушене чрез замразяване). За разлика от разработените по-рано биосензори, които изискват включването на живи клетки, тази система извлича и замразява изсушава клетъчната техника, необходима за откриване на органични молекули.

„Други групи са създали носими устройства, които могат да усещат биомолекули, но всички тези техники са изисквали поставянето на живи клетки в самия носим елемент, сякаш потребителят е носил малък аквариум“, обяснява Питър Нгуен, съавтор на новото проучване. „Ако този аквариум някога се счупи, инженерните грешки могат да изтекат върху потребителя и никой не харесва тази идея.“

Преди това технологията wFDCF е била използвана за създаване на експериментални диагностични инструменти за вирусите Ебола и Зика. Преди около година, когато пандемията на COVID-19 се утвърди по целия свят, изследователите бързо се насочиха, за да се опитат да превърнат експерименталната технология в полезен продукт, който да помогне за борбата с нея.

„Искахме да допринесем за глобалните усилия за борба с вируса и измислихме идеята да интегрираме wFDCF в маски за лице, за да открием SARS-CoV-2“, отбелязва съавторът Луис Соенксен. „Целият проект беше направен под карантина или строго социално дистанциране от май 2020 г.“

Сензорът може лесно да бъде включен в N95 маска, предлагаща резултати за 90 минути

Felice Frankel и MIT News Office

Маската за лице представя най-модерното приложение на технологията wFDCF до момента. Няколко биосензора в маската се активират при натискане на бутон, освобождавайки малък резервоар с вода. Тази течност хидратира лиофилизирани молекули в сензора, които могат да анализират капчици от дъха на потребителя. В рамките на 90 минути малка лента хартия регистрира потребителя като положителен или отрицателен за SARS-CoV-2, чрез отчитане, подобно на това на тест за бременност.

„По същество сме свили цяла диагностична лаборатория в малък, базиран на синтетична биология сензор, който работи с всяка маска за лице и комбинира високата точност на PCR тестовете със скоростта и ниската цена на антигенните тестове“, казва Нгуен.

Три различни сензора "зони" се активират от отделянето на вода
Три различни “сензорни” зони се активират от изпускането на вода

С любезното съдействие на изследователите

Предварителните тестове показват, че диагностичната маска за лице дава изключително точни резултати, сравними с настоящите PCR тестове, златният стандарт за откриване на SARS-CoV-2. Nguyen отбелязва, че маската за лице е най-готовият за пазара продукт, разработен от екипа на wFDCF досега, но технологията предлага огромно разнообразие от приложения, извън само диагностиката на COVID-19.

„Тази технология може да бъде включена в лабораторни палта за учени, работещи с опасни материали или патогени, скрабове за лекари и медицински сестри, или униформи на първи реагиращи и военен персонал, които могат да бъдат изложени на опасни патогени или токсини, като нервни газове“ Нина Донгия, съавтор на новото изследване.

Резултатите се доставят на обикновена хартиена лента, но други итерации на технологията включват електроника, която предава резултатите на смартфони или компютри
Резултатите се доставят на обикновена хартиена лента, но други итерации на технологията включват електроника, която предава резултатите на смартфони или компютри

Институт Уайс към Харвардския университет

Тази итерация на маска за лице премахна всички електронни компоненти, за да позволи евтино производство и представи резултатите си на обикновена хартиена лента. Но други прототипи са включили оптична технология за наблюдение на данните от сензора и изпращане на резултати към приложение за смартфон.

„Това ви дава цикъл за обратна връзка с информация, който може да наблюдава вашето излагане на околната среда и да предупреждава вас и другите за експозицията и къде се е случило“, казва Нгуен.

В момента изследователите търсят търговски производители, които се интересуват от масово производство на маска за лице, откриваща COVID-19.

Новото проучване е публикувано в списанието Природна биотехнология.

Източници: MIT, Харвардския университет

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate