Захват вирусов из воздуха: портативные датчики для обнаружения COVID-19 и других вирусов

В будущем могут появиться портативные и переносные датчики для обнаружения вирусов и бактерий в окружающей среде. Но на данный момент они еще не появились.

Ученые Университета Тохоку десятилетиями изучали материалы, которые могут превращать механически в электрическую или магнитную энергию, и наоборот. Вместе с коллегами они опубликовали в журнале " Advanced Materials " обзор последних попыток использования этих материалов для изготовления функциональных биосенсоров.

Как обнаружить вирусы в воздухе?

"За последние годы исследования по улучшению характеристик вирусных сенсоров не продвинулись далеко вперед", - говорит инженер по материалам Университета Тохоку Фумио Нарита. "Наш обзор призван помочь молодым исследователям и аспирантам понять последние достижения и направить их дальнейшую работу по улучшению чувствительности вирусных сенсоров".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Пьезоэлектрические материалы преобразуют механическую энергию в электрическую. Антитела, взаимодействующие с определенным вирусом, могут быть помещены на электрод, встроенный в пьезоэлектрический материал. Когда вирус-мишень взаимодействует с антителами, он вызывает увеличение массы, что уменьшает частоту электрического тока, проходящего через материал, сигнализируя о его присутствии. Данный тип датчика исследуется на предмет обнаружения нескольких вирусов, в том числе вируса папилломы человека, вызывающего рак шейки матки, ВИЧ, Грипп А, лихорадку Эбола и гепатит В.

Магнитострикционные материалы преобразуют механическую энергию в магнитную и наоборот. Они были исследованы для обнаружения бактериальных инфекций, таких как брюшной тиф и свиная чума, а также для обнаружения спор сибирской язвы. Зондирующие антитела фиксируются на биосенсорном чипе, помещенном на магнитострикционный материал, а затем наносится магнитное поле. Если прицельный антиген взаимодействует с антителами, он добавляет массу к материалу, что приводит к изменению магнитного потока, которое может быть обнаружено с помощью сенсорной "катушки захвата".

Нарита говорит, что развитие искусственного интеллекта и моделирование исследований могут помочь найти еще более чувствительные пьезоэлектрические и магнитостриктивные материалы для обнаружения вирусов и других патогенных микроорганизмов. Будущие материалы могут быть беспроводными и гибкими, что позволит использовать их в тканях и зданиях.

Ученые даже исследуют, как использовать эти и подобные материалы для обнаружения в воздухе вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19. Такой сенсор можно было бы, например, встроить в вентиляционные системы подземного транспорта, чтобы отслеживать распространение вируса в режиме реального времени. Износостойкие датчики могут также направлять людей в сторону от среды, содержащей вирус.

"Ученым еще предстоит разработать более эффективные и надежные датчики для обнаружения вирусов с более высокой чувствительностью и точностью, меньшими размерами и весом и лучшей доступной ценой, прежде чем их можно будет использовать в домашних условиях или в умной одежде", - говорит Нарита. "Подобные датчики вирусов станут реальностью благодаря дальнейшим разработкам в области материаловедения и технологического прогресса в области искусственного интеллекта, машинного обучения и анализа данных". опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet