211service.com
Multifunktionsmasker
Vandaktiverede sensorer forvandler en prototypemaske til en følsom covid-19-diagnostik, der kan producere resultater på 90 minutter. Glad Frankel
Ansigtsmasker har været et uvurderligt værktøj mod covid-19, men hvad nu hvis de kunne opdage det samt hjælpe med at forhindre dets spredning?
Ingeniører ved MIT og Harvard har designet en, der kan gøre netop det. Små, engangssensorer indlejret i masken kan detektere eksponering for SARS-CoV-2-virus og diagnosticere sygdommen. De kunne også inkorporeres i tøj og tilpasses til at påvise andre vira eller toksiner.
Sensorerne er baseret på en teknik, som James Collins fra MITs Institut for Medicinsk Teknik og Videnskab begyndte at udvikle for flere år siden for at skabe papirdiagnostik for vira som Ebola og Zika. De er lavet af frysetørrede cellulære komponenter, der forbliver stabile i flere måneder, indtil de aktiveres af vand, på hvilket tidspunkt de interagerer med et målmolekyle såsom en DNA-sekvens og producerer et signal såsom en farveændring.
I tilfælde af covid-detektoren er frysetørrede komponenter, der reagerer med virussen, indlejret i en papirmaske, omgivet af en ring af silikone-elastomer, så prøven ikke kan fordampe eller diffundere væk fra sensoren. Når bæreren trykker på en knap, frigives et lille reservoir med vand for at rehydrere sensoren, som analyserer ophobede åndedrætter på indersiden af masken og producerer et resultat inden for 90 minutter. Af hensyn til privatlivets fred vises resultaterne på indersiden af masken.
Denne test er lige så følsom som guldstandarden, meget følsomme PCR-tests, men den er lige så hurtig som antigentestene, der bruges til hurtig analyse af covid-19, siger Peter Nguyen, en forsker ved Harvard Universitys Wyss Institute for Biologically Inspired Ingeniørarbejde. Nguyen, Collins og Luis Soenksen, PhD '20, fra MIT's Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health er hovedforfatterne af papiret beskriver arbejdet.
Prototyperne udviklet i denne undersøgelse inkluderer også beklædningsgenstande med sensorer placeret på ydersiden for at detektere eksponering fra miljøet. Dette kan især være nyttigt i laboratoriefrakker, der bæres af sundhedspersonale. Forskerne kan bytte sensorer ind med andre patogener, herunder influenza, ebola og zika, eller sensorer, de har udviklet til at detektere organofosfat-nerveagenser.
Vi har vist, at vi kan frysetørre en bred vifte af syntetisk-biologiske sensorer til at detektere virale eller bakterielle nukleinsyrer såvel som giftige kemikalier, herunder nervetoksiner, siger Collins. Vi forestiller os, at denne platform kunne muliggøre næste generations bærbare biosensorer til førstehjælpere, sundhedspersonale og militært personale.
Forskerne har søgt patent på teknologien og håber at kunne arbejde sammen med en virksomhed om at udvikle den yderligere. Ansigtsmasken er højst sandsynligt den første applikation, der kunne gøres tilgængelig, siger Collins.