Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • zdravomyslie
  • bio-mol-tekst-2021
  • Save Sci-Hub

Биосенсоры в текстиле

Инженеры Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и компании Fast Company разработали новую маску для лица, которая способна определить носителя Covid-19 примерно за 90 минут. Сенсорная технология также может быть использована для создания одежды, которая обнаруживает различные патогены и токсичные химические вещества. Эта платформа позволит использовать носимые биосенсоры нового поколения для экстренных служб, медицинского персонала и военнослужащих.

Диагностическая маска

Чтобы изготовить диагностическую маску для лица, исследователи поместили сублимированные сенсоры SHERLOCK на бумажную маску. Датчики располагаются на внутренней стороне маски, чтобы обнаружить вирусные частицы в выдыхаемом воздухе.

mask1.jpg

Маска также содержит небольшой резервуар с водой, который открывается при нажатии кнопки, когда владелец готов выполнить тест. Вода активирует сублимированные компоненты датчика SARS-CoV-2, который анализирует капли, скопившиеся на внутренней стороне маски.

Данная тестовая система показала чувствительность, сопоставимую с золотым стандартом диагностики – ПЦР-тестом, при этом она столь же быстра, как антигенные тесты, которые используются для быстрого анализа Covid-19.

Датчики разработаны таким образом, что они могут быть активированы носителем тогда, когда он готов выполнить тест, а результат отображается только на внутренней стороне маски – для сохранения конфиденциальности.

Носимые датчики

Новые носимые датчики и диагностическая маска для лица основаны на технологии, которую автор исследования Джеймс Коллинз начал разрабатывать несколько лет назад. В 2014 году он поместил на бумагу белки и нуклеиновые кислоты для создания синтетических генных сетей, которые реагируют на конкретные молекулы-мишени, и использовал этот подход для создания бумажных тест-систем для диагностики вирусов Эбола и Зика. В 2017 году Коллинз разработал еще одну бесклеточную сенсорную систему SHERLOCK, которая основана на ферментах CRISPR и с высокой чувствительностью обнаруживает нуклеиновые кислоты.

Эти бесклеточные компоненты цепи можно заморозить и высушить. Лиофилизированные биомолекулы остаются стабильными в течение многих месяцев, пока не будут подвержены регидратации. Активированные водой, синтетические системы способны взаимодействовать с молекулой-мишенью, которой может быть любая последовательность РНК, ДНК или другие типы молекул, и выдавать сигнал, например, изменение цвета.

В новом исследовании Коллинз и его коллеги начали работать над установкой этих датчиков на текстиль. Для этого был выполнен скрининг сотен различных типов тканей, чтобы выяснить, какие из них могут быть совместимы с подобного рода датчиками. Оптимальная ткань представляла собой комбинацию полиэфирных и других синтетических волокон.

Чтобы создать носимые сенсоры, исследователи поместили их сублимированные компоненты в небольшой участок этой синтетической ткани, окружив силиконовым эластомером. Такое покрытие предотвращает испарение или диффузию образца от датчика.

Для демонстрации технологии исследователи создали куртку, в которую было встроено около 30 сенсорных сублимированных датчиков. Они показали, что небольшое количество жидкости, содержащей вирусные частицы, увлажняет компоненты тест-системы и активирует датчик.

mask2.jpg

Датчики могут быть сконструированы для получения различных типов сигналов, включая изменение цвета, которое можно увидеть невооруженным глазом, флюоресцентный или люминесцентный сигнал, который можно считывать с помощью спектрометра. Исследователи также разработали портативный спектрометр, который также встраивается в ткань, он считывает результаты и по беспроводной связи передает их на мобильное устройство.

Исследователи подали заявку на патент на данную технологию.

Статья P.Q.Nguyen et al. Wearable materials with embedded synthetic biology sensors for biomolecule detection опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MIT: New face mask prototype can detect Covid-19 infection.

Читать статьи по темам:

вирус биосенсоры экспресс-диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Плюньте на тест

Новый домашний тест по анализу слюны за секунду точно обнаруживает COVID-19. Кроме того, съемные тест-полоски можно использовать неоднократно.

читать

Два доллара и четверть часа

Для проведения теста не нужно дополнительное оборудование – простую настольную систему можно установить прямо в кабинете врача.

читать

Сколько здесь вирусов?

Обнаружив вирусный заряд в воздухе на уровне, который может быть вредным для здоровья людей, биосенсор подает предупредительный сигнал.

читать

Мультисенсор на COVID-19

Он позволяет самостоятельно за несколько минут определить наличие и тяжесть заболевания по образцу слюны.

читать

Не только для редактирования

Исследователи из США использовали CRISPR в качестве основы для биосенсора, выявляющего присутствие в крови болезнетворных вирусов.

читать