Znanstvenici MIT-a i Harvarda demonstrirali su novu biosenzorsku tehnologiju koju su ugradili u zaštitnu masku koja može detektirati SARS-CoV-2 iz daha osoba za samo 90 minuta.
Tehnologija se može programirati kako bi detektirala sve vrste virusa i toksina te je dovoljno mala da se može integrirati u materijale za odjeću.
Biosenzor je u razvoju već nekoliko godina, a temelji se na novoj tehnologiji nazvanoj wFDCF (wearable freeze-dried cell-free). Za razliku od prethodno razvijenih biosenzora koji zahtijevaju ugradnju živih stanica, ovaj sistem ekstrahira zamrznuti suhi stanični ustroj potreban za otkrivanje organskih molekula.
“Druge su skupine stvorile nosive uređaje koji mogu detektirati biomolekule, ali te su tehnike zahtijevale stavljanje živih stanica u sam nosivi materijal, kao da korisnik nosi maleni akvarij”, objašnjava Peter Nguyen, suautor nove studije.
“Ako se akvarij ikad razbije, mikrobi mogu iscuriti na korisnika i ta se ideja nikome ne sviđa.”
Tehnologija wFDCF prethodno se koristila za stvaranje eksperimentalnih dijagnostičkih alata za viruse Ebola i Zika. Prije otprilike godinu dana, kada je pandemija COVID-19 zahvatila cijeli svijet, istraživači su se brzo prilagodili pokušavajući pretvoriti eksperimentalnu tehnologiju u koristan proizvod koji pomaže u borbi protiv pandemije.
“Željeli smo pridonijeti globalnim naporima u borbi protiv virusa i došli smo na ideju da integriramo wFDCF u maske za lice kako bismo otkrili SARS-CoV-2”, napominje suautor Luis Soenksen.
“Čitav projekt izveden je u karanteni ili uz poštivanje strogih mjera društvenog razmaka, počevši od svibnja 2020.”
Maska za lice predstavlja najnapredniju primjenu tehnologije wFDCF do danas. Nekoliko se biosenzora u maski aktivira pritiskom na tipku, oslobađajući mali rezervoar vode. Ova tekućina hidratizira molekule osušene smrzavanjem koje mogu analizirati kapljice iz daha korisnika. U roku od 90 minuta mala traka papira registrira nositelja kao pozitivnog ili negativnog na SARS-CoV-2, očitavanjem sličnim onom na testu trudnoće.
“U osnovi smo smanjili čitav dijagnostički laboratorij u mali senzor koji radi s bilo kojom maskom za lice i kombinira visoku tačnost PCR testova s brzinom i niskom cijenom antigenskih testova”, kaže Nguyen.
Preliminarni testovi pokazuju da dijagnostička maska za lice daje vrlo tačne rezultate, usporedive s trenutnim PCR testovima, zlatnim standardom za otkrivanje SARS-CoV-2. Nguyen napominje da je maska za lice najprihvatljiviji proizvod na tržištu koji je do sada razvio tim wFDCF-a, a tehnologija nudi široku paletu primjena, izvan COVID-19 dijagnostike.
“Ova bi se tehnologija mogla ugraditi u laboratorijske ogrtače za znanstvenike koji rade s opasnim materijalima ili patogenima, u opremu za doktore i medicinske sestre ili u uniforme vojnog osoblja koje bi moglo biti izloženo opasnim patogenima ili toksinima, poput nervnih plinova”, kaže Nina Donghia, koautorica nove studije.
Istraživači trenutno traže komercijalne proizvođače zainteresirane za masovnu proizvodnju maske za lice koja otkriva COVID-19.
Studija je objavljena u časopisu Nature Biotechnology.