新技術!美國研究人員發明新型口罩:一旦檢測到新冠病毒,就會發出「螢光信號」

aiya 2020/05/15 檢舉 我要评论

據MSN新聞網站5月14日報導,哈佛大學和麻省理工學院的研究人員正在開發一種口罩,當口罩檢測到新冠病毒時就會亮起來。

 

 

 

在新型冠狀病毒出現之前,合成生物學專家吉姆•柯林斯(Jim Collins)就一直在考慮流行病問題。2014年,他在麻省理工學院的生物工程實驗室開始開發感測器,這種感測器可以在將埃博拉病毒冷凍乾燥在一張紙上後檢測到它。

這個由麻省理工學院和哈佛大學科學家組成的小團隊於2016年首次發表了他們的研究成果。在那時,他們已經運用該技術來應對了寨卡病毒疫情帶來的威脅。現在,他們再次調整他們的技術來識別新冠病毒。

研究小組正在開發一種口罩,當冠狀病毒感染者呼吸、咳嗽或打噴嚏時,這種口罩會產生螢光信號。如果這項技術被證明是成功的,它就可以解決像溫度檢測這樣的其他篩選方法的缺陷。

 

 

 

柯林斯在接受《商業內幕》採訪時表示:「隨著我們傳感系統的開放,你可以想像在我們通過安檢、等待登機時,它會派上用場。你或我可以在上班和下班的路上使用它。醫院可以在病人來醫院或在候診室等候時使用它,它可以作為誰被感染的預先篩查。」

醫生甚至可以用它們當場診斷病人,而不需要把樣本送到實驗室。當檢測混亂和延誤阻礙了許多國家控制疫情的能力時,快速識別患者的工具至關重要。

柯林斯說,他的實驗室目前的專案處於「非常早期」的階段,但進展是令人鼓舞的。過去幾周,他的團隊一直在測試感測器在小樣本唾液中檢測冠狀病毒的能力。

他們還在進行設計試驗:目前,實驗室正在討論是將感測器嵌入口罩內部,還是開發一個可以連接到任何非處方口罩上的模組。

該團隊希望在接下來的幾周內證明這一概念是可行的。

 

 

 

而更普遍的病毒識別技術已經得到了證實。2018年,該實驗室的感測器已經可以檢測非典、麻疹、流感、丙型肝炎、西尼羅河病毒和其它病毒。

柯林斯說:「我們最初是在紙上進行這項研究的,目的是創造出廉價的基於紙張的診斷方法。我們已經證明它在塑膠、石英和布料上同樣有效。」

柯林斯的感測器由遺傳物質DNA和RNA組成,這些物質可以與病毒結合。這種材料通過一種叫做凍幹機的機器被冷凍乾燥到織物上,凍幹機從遺傳物質中吸走水分而不會將其殺死。這種材料可以在室溫下保持幾個月的穩定,這使口罩的保質期相對較長。

今年1月,上海一家實驗室對冠狀病毒基因組進行了測序。柯林斯說,他的感測器只需要識別序列的一小部分就可以發現病毒。一旦發現病毒,它們會在一到三個小時內發出螢光信號。

由於肉眼看不到信號,柯林斯的實驗室使用一種叫做螢光計的設備來測量螢光。在實驗室之外,工作人員可以使用手持螢光計來掃描人們的口罩。科林斯說,儀器的成本約為1美元。

 

 

 

柯林斯被認為是合成生物學的先驅,該領域利用工程學來重新設計自然界中的系統。他在2003年獲得了麥克亞瑟天才獎。2018年,他的實驗室獲得了強生公司(Johnson & Johnson)的5萬美元資助,開發可嵌入式病毒檢測感測器,用於實驗室工作服。

與傳統的診斷測試相比,這種感測器可能提供一種更便宜、更快、更靈敏的檢測形式。

例如,該實驗室的寨卡病毒感測器可以在兩到三個小時內診斷出患者。該團隊在2016年估計,每個感測器的成本約為20美元,而測試本身的製造成本僅為1美元或更低。

相比之下,冠狀病毒檢測目前需要大約24小時,而且患者往往要幾天才能收到結果。

機場安檢人員通常依靠體溫檢測來發現旅客中可能出現的新冠病毒感染病例。在已經放鬆封鎖限制的國家,這種方法也被用來發現潛在的感染。但是,體溫檢測遺漏了大量感染病例,包括無症狀、症狀前或出現發燒以外症狀的患者。柯林斯認為他的感測器可以通過檢測病毒本身來識別更多的病例,而不是通過症狀。

他說,實驗室的理想目標是在夏末開始生產這種口罩,並面向公眾投入使用。

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