Nový senzor na rúšku či oblečení rýchlo odhalí koronavírus aj chrípku. Pomôže bežným ľuďom aj zdravotníkom

Senzor, ktorý analyzuje vzorky, pôvodne vyvinuli s cieľom diagnostikovať vírusy ebola a Zika.

Keď vedci začiatkom roka 2020 dokončovali prácu na nositeľných senzoroch, koronavírus sa začal šíriť po celom svete. Rýchlo sa teda rozhodli, že sa svoju technológiu budú snažiť využiť na diagnostikovanie vírusu SARS-CoV-2.

Vhodný materiál

Senzor a tvárová maska sú založené na technológii, na ktorej jeden z autorov štúdie James Collins začal pracovať pred niekoľkými rokmi. Nedávno si spolu s kolegami stanovili za cieľ zistiť, ako by mohli senzor začleniť do textílie a vytvoriť tak laboratórny odev pre zdravotníkov a iných ohrozených ľudí.

Vedec Luis Soenksen najprv analyzoval stovky druhov látok, od bavlnených, polyesterových, vlnených až po hodváb. Chcel zistiť, ktoré z nich budú kompatibilné so senzormi. „Nakoniec sme prišli na to, že najvhodnejší bol materiál, ktorý využívajú v odevnom priemysle veľmi často. Je ním kombinácia polyesteru a iných syntetických vlákien,“ uviedol.

Následne vložili komponenty do malej časti látky a ohraničili ich silikónovým elastomérom.

Pomôcka pre zdravotníkov

V novej štúdii odhalili, že senzor inštalovaný do oblečenia môžu využiť napríklad zdravotníci alebo vedci pri práci v laboratóriu. Ponúka tak nový spôsob monitorovania pracovníkov, ktorým hrozí riziko vystavenia rôznym patogénom.

Do plášťa, ktorý používali, nainštalovali asi 30 týchto senzorov. Zistili, že aj malé množstvo kvapaliny s obsahom vírusových častíc môže hydratovať lyofilizované komponenty a aktivovať senzor.

„Ukázali sme, že lyofilizáciu môžeme využiť u širokého spektra syntetických biologických senzorov na detekciu vírusových alebo bakteriálnych nukleových kyselín, vrátane nervových toxínov,“ uviedol Collins.

Ako dodal, táto nová technológia by mohla priniesť nové biosenzory ďalšej generácie, ktoré budú môcť nosiť záchranári, zdravotníci alebo vojaci.

Ako funguje

Senzor navrhli tak, aby ich mohol aktivovať človek, keď bude chcieť vykonať test na prítomnosť vírusu. Výsledok sa objaví vo vnútri tvárovej masky, aby sa zabezpečila ochrana súkromia.

Po aktivácii kvapalinou dokáže senzor reagovať s cieľovou molekulou, čo môže byť napríklad RNA alebo DNA sekvencia.

Na vytvorenie diagnostickej masky vložili senzor do jej vnútornej strany. V dychu človeka tak dokáže odhaliť vírusové častice.

V maske sa tiež nachádza malá nádržka s vodou, ktorú možno vypustiť stlačením na určenom mieste, keď chce človek vykonať test. Tak dochádza k požadovanej hydratácii komponentov senzoru.

Rýchly a presný výsledok

Ten následne analyzuje nahromadené kvapky z dychu vo vnútri masky a do 90 minút sa dostaví výsledok. „Tento test je citlivý ako zlatý štandard, vysoko citlivý ako PCR testy, ale rýchly ako antigénové testy, ktoré sa využívajú na rýchlu analýzu COVID-19,“ uviedol Nguyen.

Senzor umiestnený z vonkajšej strany oblečenia monitoruje vystavenie patogénom z okolitého prostredia.

Dokáže tiež vyslať rôzne typy signálov, vrátane zmeny farby, ktorú možno pozorovať voľným okom. Dokáže vydať fluorescenčný alebo luminiscenčný signál, ktorý dokáže prečítať aj spektrometer.

Vedci rovnako navrhli prenosný spektrometer, ktorý môžu zakomponovať do textílie, pričom dokáže prečítať výsledok a bezdrôtovo ich preniesť do mobilného zariadenia. „Vďaka tomu získate informácie z monitorovania vášho okolitého prostredia. Upozornia vás i ostatných o vystavení patogénu a tiež mieste, kde sa tak stalo,“ vysvetlil výskumník Peter Nguyen,

Ďalšie využitie

Vedci dokážu prispôsobiť technológiu na analyzovanie iných patogénov, akými sú chrípka, či už spomínané ebola a Zika. Rovnako môže fungovať aj pri detekcii nervových látok.

Soenksen poznamenal, že sa im podarilo zmenšiť najmodernejšiu analýzu molekúl do senzoru, ktorý je možno nosiť stále na svojom odeve alebo v tvárovej maske.

Vedci už požiadali o patent na túto technológiu. Podľa Collinsa by najskôr začali vyrábať tvárové masky so senzormi. Prezradil, že o ne už evidujú veľký záujem.