February 20, 2024

TPandemi COVID-19 akan selamanya dikaitkan dengan penguncian dan ketidaknyamanan yang belum pernah terjadi sebelumnya seperti mengenakan masker di tempat umum. Dan itu sebagian besar karena pakar kesehatan tidak tahu persis di mana virus SARS-CoV-2 bersembunyi, dan seberapa berisiko lingkungan ramai seperti tempat kerja, ruang kelas, dan transportasi umum.

Tetapi bagaimana jika perangkat seluler yang mudah digunakan dapat mendeteksi SARS-CoV-2 secara actual time di ruang tertentu? Itu akan memberi orang kepercayaan diri untuk tidak memakai topeng, jika tidak ada virus yang beredar, atau mengambil tindakan pencegahan seperti memakai topeng atau menghindari pengaturan sama sekali jika virus terdeteksi.

Para peneliti di Washington College St. Louis melaporkan Komunikasi Alam bahwa mereka telah melakukannya, dengan perangkat prototipe seukuran microwave yang dapat menangkap tanda-tanda SARS-CoV-2 dalam waktu sekitar lima menit. Dipimpin oleh Rajan Chakrabarty, profesor energi, lingkungan, dan teknik kimia, tim ingin memperbaiki proses rumit dengan mengandalkan detektor udara komersial yang hanya dapat mengambil sampel udara dan memerlukan pengujian PCR tambahan dari sampel yang dapat memakan waktu selama 24 jam untuk mengembalikan hasil. Perangkatnya juga mahal, mulai dari ribuan hingga puluhan ribu dolar per unit. Setelah tiga tahun, mereka telah mengembangkan perangkat yang menurut mereka berkinerja lebih baik daripada metode komersial dalam pengujian laboratorium, dan dapat diskalakan dengan biaya beberapa sen per pengujian.

Kunci keberhasilan pendeteksi COVID-19 yang baru adalah metode sirkulasi udara tremendous cepat ke dalam perangkat yang meniru siklon. Itu menarik udara sekitar seribu liter per menit dari lingkungan, menciptakan bentuk kerucut yang menjebak partikel yang bersirkulasi dalam aliran itu. Perangkat ini dilengkapi dengan biosensor yang melakukan dua hal. Pertama, ia memanfaatkan molekul kecil yang diperoleh dari llama yang menempel dengan sangat baik pada protein lonjakan SARS-CoV-2 untuk mengeluarkan virus apa pun yang mungkin ada. Selanjutnya, arus listrik dialirkan melalui biosensor dan menyebabkan oksidasi asam amino spesifik dalam protein lonjakan, reaksi terakhir yang memverifikasi keberadaan virus SARS-CoV-2.

Dalam uji laboratorium, perangkat tersebut 77% hingga 83% akurat dalam mendeteksi virus COVID-19, termasuk varian terbarunya. (Ini mendeteksi SARS-CoV-2, tetapi tidak dapat membedakan antara varian yang berbeda.) Ketika para peneliti menguji konsentrasi virus yang berbeda pada perangkat mereka dan dua detektor udara yang tersedia secara komersial, mereka adalah satu-satunya yang dapat mendeteksi materi genetik virus tingkat rendah. dalam bentuk ARN.

Tim juga mengirimkan prototipe kepada dua orang yang dinyatakan positif COVID-19 dan secara sukarela menggunakan perangkat di rumah mereka. Pengambil sampel udara secara akurat mendeteksi virus di kamar masing-masing setelah lima menit pengambilan sampel.

RNA virus yang dihembuskan atau dikeluarkan oleh orang yang terinfeksi tidak tetap dalam bentuk tetesan, tetapi menjadi aerosol menjadi partikel berdiameter lima hingga 10 mikrometer (sebagai perbandingan, diameter rambut manusia adalah 40 hingga 70 mikrometer). Mengingat bahwa ruangan dengan satu orang yang terinfeksi dapat berisi sedikitnya 10 salinan RNA virus SARS-CoV-2 per meter kubik udara, kemungkinan untuk mengambil sesuatu yang sekecil itu di ruangan biasa adalah sekitar satu banding sejuta atau lebih. satu dalam satu miliar. “Ini seperti menemukan jarum di tumpukan jerami,” kata Chakrabarty.

Tetapi karena perangkat ini menyaring udara dengan kecepatan tinggi, itu sangat meningkatkan kemungkinan mengambil partikel virus mikroskopis tersebut. “Keindahan dari teknik pendeteksian ini adalah sangat sensitif,” kata Chakabarty. Berdasarkan tes di laboratorium, katanya, kemungkinan besar dapat mendeteksi virus yang dipancarkan bahkan dari orang yang terinfeksi ringan di ruangan biasa.

Dan, karena perangkatnya portabel, Chakrabarty berharap dapat digunakan di mana saja orang ingin segera melaporkan apakah ada COVID-19, termasuk di rumah. Membangun detektor menghabiskan biaya beberapa ribu dolar untuk labnya, tetapi dia memperkirakan bahwa dengan produksi massal, biayanya akan turun secara signifikan. Salah satu perusahaan pendeteksi penyakit, Y2X Life Sciences, yang berbasis di New York, berharap untuk melisensikan teknologi dari universitas untuk melakukan hal itu.

Selain menggunakan detektor untuk pembacaan langsung COVID-19 di tempat-tempat seperti ruang kerja, ruang kelas, dan bandara — belum lagi rumah sakit — Chakrabarty juga mengantisipasi perangkat tersebut dapat menjadi bagian dari membangun strategi kesehatan masyarakat preventif jika dipasang di saluran untuk dijalankan. 24 jam sehari untuk mendeteksi virus di seluruh lantai atau bahkan bangunan kecil. Dan jika virus penyebab penyakit lain datang, biosensor dapat disesuaikan untuk mendeteksinya juga. Tim peneliti sedang mengerjakan perangkat yang juga dapat mengidentifikasi influenza dan RSV.

Hubungi kami di [email protected].