Система на магнитной левитации для раннего обнаружения вирусов в воздухе

Исследователи из Университета штата Мичиган и Университета Британской Колумбии создали систему для быстрого и недорогого обнаружения вирусов в воздухе, используя технологию магнитной левитации (maglev), применяемую в высокоскоростных поездах.

Техника магнитной левитации позволяет легко собирать и концентрировать вирусы из воздуха для предотвращения будущих вспышек респираторных заболеваний. Работа опубликована в журнале ACS Nano.

Значение технологии:

  • Раннее предупреждение: Помогает выявить загрязнение окружающей среды вирусами до начала пандемии.
  • Мониторинг в реальном времени: Обеспечивает управление и прогнозирование распространения вирусов.
  • Трассировка контактов: Позволяет эпидемиологам лучше отслеживать воздействие вирусов в общественных местах.

Как это работает:

  1. Сбор образцов воздуха.
  2. Введение образца в жидкость, где maglev отделяет вирусы от других частиц.
  3. Передача изолированного и очищенного вирусного материала стандартным аналитическим методам для идентификации в течение нескольких минут.

Система достаточно проста для использования неспециалистами в клиниках, аэропортах и других учреждениях.

Испытания и доказательство концепции:

В исследовании использовались инактивированные версии:

Происхождение и развитие проекта:

  • Начало работ по применению maglev к респираторным вирусам — 2018 год (при поддержке Walsh Foundation и New Frontiers in Research Fund).
  • Пандемия COVID-19 ускорила разработку, так как вирус передается воздушно-капельным путем.
  • Ранее команда успешно применяла maglev для работы с белками плазмы крови для выявления маркеров употребления опиоидов и рассеянного склероза.

Почему это возможно?

Структура вирусов в основном состоит из белков, а магнитная левитация белков уже была продемонстрирована. Однако для вирусов субмикронного размера потребовалась модификация классической системы maglev и подбор новых магнитных жидкостей, совместимых с биологическими образцами и не разрушающих вирусы.

Планы на будущее:

  • Коммерциализация технологии.
  • Повышение чувствительности для обнаружения вирусов при более низких концентрациях в воздухе.
  • Усовершенствование этапа maglev для самостоятельного различения разных типов вирусов.

Исследователи считают, что использование магнитной левитации для обнаружения заболеваний и очистки вирусов открывает принципиально новое направление в аналитической биохимии.