It protec, but it also detec. Maska, która wykrywa Covid

Laboratorium w masce, czyli biologiczne obwody

O masce, która wykrywa Covid mówią stojący za projektem Peter Nguyen z Wyss Institute na Uniwersytecie Harvarda oraz Luis Soenksen z MIT Jameel Clinic for AI & Healthcare. W Collins Lab pracują nad przeniesieniem dziedziny syntetycznej biologii oraz zaawansowanych biologicznych obwodów do technologii codziennego użytku. Właśnie to skierowało ich ku wearables z biosensorami.

Opracowane przez nich czujniki robią coś, czego wiele urządzeń monitorujących stan organizmu (na przykład od Fitbit, o którym niedawno pisaliśmy w kontekście inteligentnego pierścienia, czy Apple Watch, który był w stanie powiadomić o specyficznej odmianie zawału serca) nie potrafi. Mowa o wykryciu, czy doszło do kontaktu z patogenem lub toksyną, do czego potrzeba całego laboratorium. Stworzone przez amerykańskich naukowców biosensory przenoszą pracę takiej wyspecjalizowanej jednostki do niewielkich rozmiarów urządzenia ubieralnego.

Zobaczcie też:

Jak to działa i w jaki sposób opracowana maska wykrywa Covid?

W przeciwieństwie do czujników elektronicznych, mechanicznych czy optycznych, biosensory oparte są na obwodach powstałych na drodze inżynierii genetycznej i zmianie interakcji pomiędzy molekułami. Jak mówią uczeni, umożliwią one zaistnienie następnej generacji urządzeń ubieralnych, które będą posiadały zdolności odczuwania jak ludzka skóra czy system immunologiczny.

W pracy nad maską, która wykrywa Covid korzystali z wcześniejszych testów diagnostyki wirusów Ebola i Zika. Problem polegał na tym, że tamte wymagały przeszkolonego użytkownika, który musiał samodzielnie przygotować próbkę do przeprocesowania. Tymczasem w nowej masce wszystko odbywa się automatycznie, a użytkownik ma po prostu wcisnąć odpowiedni guzik.

Dużym problemem było odparowywanie. Zastosowana w masce technologia liofilizowana i bezkomórkowa potrzebuje do działania wody. Dlatego też wiele uwagi poświęcono takiemu projektowaniu sensorów, by zminimalizować ewaporację. Uwzględniono też, by jednocześnie mogło zachodzić stopniowo wiele reakcji, jak również optymalizację poszczególnych komponentów i materiałów czy kompatybilność z różnymi reagentami.

Jak działa maska? Po pewnym czasie (od 15 do ponad 30 minut) od jej założenia, użytkownik wciska guzik, który powoduje przebicie woreczka wypełnionego wodą. Przepływa ona przez dołączony do biosensora pad, służący do pobierania próbek z aerozoli oddechowych użytkownika. W ten sposób wszystkie wirusowe partykuły zabierane są z wodą do czujnika w celu analizy. Biosensor posiada trzy liofilizowane reakcje. Po ich zakończeniu, ostatnia reakcja trafia do paska bocznego przepływu, który porównywany jest do testu ciążowego i który w czytelny sposób pokazuje rezultat analizy.

Więcej testów, szybsze rezultaty, czyli wszystkie plusy maski, która wykrywa Covid (i nie tylko)?

Wśród zalet maski, która wykrywa Covid i jej przewagi względem testów PCR, twórcy wskazują na wygodę (skoro już mamy założoną maskę, dlaczego by nie zrobić sobie testu?), nieinwazyjność badania, niskie koszty, a także wrażliwość (a więc i dokładność) i czas reakcji. Wyniki testu mamy gotowe po półtorej godziny, czyli szybciej niż w przypadku testowania PCR.

Nie jest także potrzebne dodatkowe instrumentarium, a rola użytkownika jest naprawdę niewielka. Naukowcy zwracają również uwagę, że maska wykonuje test w temperaturze pokojowej, co komuś może wydawać się banalne, a jednak jest często trudne do uzyskania.

O masce mówi się przede wszystkim w kontekście koronawirusa. Pomagałaby ona zwiększyć częstotliwość testów, tak kluczową w przypadku pandemii, jak i posłużyć do stworzenia szczegółowej mapy zakażeń konkretnym wariantem (na podstawie danych zebranych w aplikacji). Twórcy zakladają jednak, że może być ona także używana w przypadku sezonu grypowego – do rozróżniania choroby od zwykłego przeziębienia. Ulepszony biosensor może być też w przyszłości pomocny przy wykrywaniu innych chorób, w tym także nowotworowych.

Co dalej z maską?

Obecnie naukowcy szukają partnerów finansowych, którzy mogliby przyczynić się do masowej produkcji akcesorium. Pracują także nad tym, by sensor mógł rozróżniać poszczególne warianty koronawirusa.

Sprawdźcie też inne projekty inteligentnych masek:

Źródło: Medical News

Maciej Gaździcki

007 zgłoś się. Oto jest, Maciej, agent do zadań specjalnych. Za dnia doktor historii literatury wyspecjalizowany w mediewalizmie i MacGyver copywritingu.