Ученые создали маску для лица, которая может обнаруживать распространенные респираторные вирусы, в том числе грипп и коронавирус, в воздухе в виде капель или аэрозолей. Высокочувствительная маска, представленная 19 сентября в журнале Matter , может предупредить владельцев через их мобильные устройства в течение 10 минут, если в окружающем воздухе присутствуют целевые патогены.

Предыдущие исследования показали, что ношение маски для лица может снизить риск распространения и заражения болезнью. Поэтому мы хотели создать маску, которая может обнаруживать присутствие вируса в воздухе и предупреждать владельца».

Инь Фанг, автор-корреспондент исследования и ученый-материаловед из Шанхайского университета Тунцзи.

Респираторные патогены, вызывающие грипп COVID-19 и H1N1, распространяются через мелкие капли и аэрозоли, выделяемые инфицированными людьми при разговоре, кашле и чихании. Эти вирусосодержащие молекулы, особенно крошечные аэрозоли, могут долгое время оставаться во взвешенном состоянии в воздухе.

Фанг и его коллеги протестировали маску в закрытой камере, распылив на маску вирусный поверхностный белок, содержащий следовые количества жидкости и аэрозолей. По словам Фэнга, датчик реагировал всего на 0,3 микролитра жидкости, содержащей вирусные белки, что примерно в 70–560 раз меньше, чем объем жидкости, выделяемой при одном чихании, и намного меньше, чем объем, выделяемый при кашле или разговоре.

Manuka Doctor, мед манука из разнотравья, MGO 80+, 250 г (8,75 унции)

Команда разработала небольшой датчик с аптамерами, которые представляют собой тип синтетической молекулы, способной идентифицировать уникальные белки патогенов, такие как антитела. В своей экспериментальной конструкции команда модифицировала многоканальный датчик тремя типами аптамеров, которые могут одновременно распознавать поверхностные белки SARS-CoV-2, H5N1 и H1N1.

Как только аптамеры связываются с целевыми белками в воздухе, подключенный ионно-затворный транзистор будет усиливать сигнал и оповещать владельцев по их телефонам. Ионно-затворный транзистор — это новый тип высокочувствительного устройства, поэтому маска может обнаруживать даже следовые количества патогенов в воздухе в течение 10 минут.

«Наша маска будет очень хорошо работать в помещениях с плохой вентиляцией, таких как лифты или закрытые помещения, где высок риск заражения», — говорит Фанг. Он добавляет, что в будущем, если появится новый респираторный вирус, они смогут легко обновить конструкцию датчика для обнаружения новых патогенов.

Затем команда надеется сократить время обнаружения и еще больше повысить чувствительность датчика за счет оптимизации конструкции полимеров и транзисторов. Они также работают над носимыми устройствами для лечения различных заболеваний, включая рак и сердечно-сосудистые заболевания.

«В настоящее время врачи в значительной степени полагаются на свой опыт в диагностике и лечении заболеваний. Но с более богатыми данными, собираемыми носимыми устройствами, диагностика и лечение заболеваний могут стать более точными», — говорит Фанг.

Работа поддерживается Национальной ключевой программой исследований и разработок, Национальным фондом естественных наук Китая, Комиссией по науке и технологиям муниципалитета Шанхая, Шанхайским муниципальным крупным проектом по науке и технологиям и фондами фундаментальных исследований для центральных университетов.