211service.com
Multifunctionele maskers
Door water geactiveerde sensoren veranderen een prototypemasker in een gevoelige covid-19-diagnose die in 90 minuten resultaten kan opleveren. Gelukkig Frankel
Gezichtsmaskers zijn van onschatbare waarde geweest tegen covid-19, maar wat als ze het konden detecteren en de verspreiding ervan konden helpen voorkomen?
Ingenieurs van MIT en Harvard hebben er een ontworpen die precies dat kan. Kleine, wegwerpsensoren die in het masker zijn ingebouwd, kunnen blootstelling aan het SARS-CoV-2-virus detecteren en de ziekte diagnosticeren. Ze kunnen ook in kleding worden verwerkt en worden aangepast om andere virussen of toxines op te sporen.
De sensoren zijn gebaseerd op een techniek die James Collins van MIT's Institute for Medical Engineering and Science enkele jaren geleden begon te ontwikkelen om papieren diagnostiek te maken voor virussen zoals Ebola en Zika. Ze zijn gemaakt van gevriesdroogde cellulaire componenten die maandenlang stabiel blijven totdat ze worden geactiveerd door water, waarna ze een interactie aangaan met een doelmolecuul zoals een DNA-sequentie en een signaal produceren zoals een verandering in kleur.
In het geval van de covid-detector zijn gevriesdroogde componenten die reageren met het virus ingebed in een papieren masker, omgeven door een ring van siliconenelastomeer, zodat het monster niet kan verdampen of weg kan diffunderen van de sensor. Wanneer de drager op een knop drukt, komt er een klein reservoir met water vrij om de sensor te rehydrateren, die opgehoopte ademdruppels aan de binnenkant van het masker analyseert en binnen 90 minuten een resultaat oplevert. In het belang van de privacy worden de resultaten aan de binnenkant van het masker weergegeven.
Deze test is net zo gevoelig als de gouden standaard, zeer gevoelige PCR-tests, maar hij is net zo snel als de antigeentests die worden gebruikt voor een snelle analyse van covid-19, zegt Peter Nguyen, een onderzoeker aan het Wyss Institute for Biologically Inspired van Harvard University Engineering. Nguyen, Collins en Luis Soenksen, PhD '20, van MIT's Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health zijn de hoofdauteurs van de krant het werk beschrijven.
De prototypes die in dit onderzoek zijn ontwikkeld, omvatten ook kledingstukken met sensoren die aan de buitenkant zijn geplaatst om blootstelling uit de omgeving te detecteren. Dit kan vooral handig zijn in laboratoriumjassen die door gezondheidswerkers worden gedragen. De onderzoekers kunnen sensoren inruilen voor andere ziekteverwekkers, waaronder griep, ebola en zika, of sensoren die ze hebben ontwikkeld om organofosfaat-zenuwstoffen te detecteren.
We hebben aangetoond dat we een breed scala aan synthetische-biologische sensoren kunnen vriesdrogen om virale of bacteriële nucleïnezuren te detecteren, evenals giftige chemicaliën, waaronder zenuwtoxines, zegt Collins. We stellen ons voor dat dit platform draagbare biosensoren van de volgende generatie mogelijk zou kunnen maken voor eerstehulpverleners, gezondheidspersoneel en militair personeel.
De onderzoekers hebben patent aangevraagd op de technologie en hopen samen te werken met een bedrijf om het verder te ontwikkelen. Het gezichtsmasker is hoogstwaarschijnlijk de eerste toepassing die beschikbaar zou kunnen worden gesteld, zegt Collins.