Система, использующая магнитную левитацию, обеспечивает раннее обнаружение вирусов, передающихся по воздуху.

4 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Мэтт Дэвенпорт, Университет штата Мичиган

Исследователи из Университета штата Мичиган и Университета Британской Колумбии изобрели систему, которая может быстро и недорого обнаруживать вирусы, передающиеся по воздуху, используя ту же технологию, которая используется в высокоскоростных поездах.

Команда показала, что метод, известный как магнитная левитация, можно использовать для легкого сбора и концентрации вирусов из воздуха, чтобы помочь предотвратить будущие вспышки респираторных заболеваний. Исследователи опубликовали свою работу в журнале ACS Nano.

«Очень важно иметь управление в реальном времени и прогнозирование вирусов в реальном времени», — сказал Мортеза Махмуди, доцент кафедры радиологии и программы точного здравоохранения МГУ. «Мы разработали систему, которая может помочь нам и другим заинтересованным сторонам получить больше информации о различных типах вирусов в воздухе, которым мы дышим».

«Это может помочь определить, что окружающая среда загрязнена до того, как произойдет пандемия», — сказал Сепиде Пакпур, доцент кафедры, возглавлявший исследовательскую группу в кампусе UBC в Оканагане.

Помимо того, что новый метод команды будет служить системой раннего предупреждения, он также может помочь чиновникам здравоохранения и эпидемиологам лучше отслеживать воздействие вирусов в общественных местах.

Пакпур и Махмуди впервые начали этот проект, применяя магнитную левитацию, или маглев, к респираторным вирусам в 2018 году при поддержке Фонда Уолша и Фонда новых границ в исследованиях. Почти половина инфекций нижних дыхательных путей вызвана вирусами, которыми люди вдыхают, находясь в помещении, пишут исследователи в своем отчете.

Но когда началась пандемия коронавируса и они узнали, что она вызвана вирусом, передающимся по воздуху, они поняли, что им нужно удвоить свои усилия. В своем отчете по проверке концепции команда использовала деактивированную версию коронавируса, вызывающего COVID-19, а также вирус гриппа H1N1 и вирус, поражающий бактерии, известный как бактериофаг MS2.

Система сначала собирает образцы воздуха, затем вводит образец в жидкость, где маглев отделяет вирусы от других частиц. Выделенное и очищенное вирусное содержимое затем в течение нескольких минут передается другим стандартным аналитическим методам для идентификации. По словам исследователей, этот подход настолько прост, что его могут использовать неспециалисты в самых разных условиях, например, в клиниках и аэропортах.

Команда делает первые шаги по коммерциализации своей технологии, одновременно работая над ее улучшением.

Хотя последующие методы могут определить, какие вирусы находятся в образце, одна из будущих целей команды — усовершенствовать этап маглева, чтобы самостоятельно различать разные вирусы. Исследователи также работают над повышением чувствительности своего метода и обнаружением вирусов в воздухе при более низких концентрациях.

Тем не менее, команда воодушевлена ​​тем, чего ей удалось достичь в ходе своей первоначальной работы и тем, что она может позволить сделать другим исследователям.

«Использование магнитной подвески для обнаружения заболеваний и очистки вирусов является совершенно новым явлением, и оно может открыть возможности применения во многих различных областях», — сказал Махмуди. «Это открывает принципиально новое направление в аналитической биохимии».

Магнитная левитация, как следует из названия, использует магниты для противодействия нисходящему притяжению силы тяжести. Поезда на магнитной подвеске плавают над своими рельсами и, не обремененные контактным трением, могут развивать скорость более 200 миль в час. Хотя поезда на магнитной подвеске существуют уже несколько десятилетий, магнитная левитация в биологии используется совсем недавно.