워싱턴 대학교 팀, 코로나를 감지하는 공기 모니터 개발

워싱턴 대학교 연구원들이 개발한 새로운 장치는 SARS-CoV-2 바이러스가 방이나 기타 공공 장소에 있는지 여부를 탐지하는 데 유망합니다.

세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의 연구진은 약 5분 만에 방에 존재하는 모든 SARS-CoV-2 바이러스 변종을 감지할 수 있는 실시간 대기 모니터를 개발했습니다.

개념 증명 장치는 McKelvey 공과대학과 워싱턴 대학교 의과대학의 연구원들이 만들었습니다. 팀에는 다음이 포함됩니다.라잔 차크라바티, Harold D. Jolley 경력 개발 McKelvey Engineering의 에너지, 환경 및 화학 공학 부교수;조셉 푸튀세리, Chakrabarty 연구실의 박사후 연구원;존 시리토 , 의과대학 신경학 교수; 그리고칼라 유에데, 의과대학 정신과 부교수.

결과는 기술 작동 방식에 대한 세부 정보를 제공하는 Nature Communications의 7월 10일 간행물에 포함되어 있습니다.

이 장치는 상업적으로 이용 가능하게 되면 병원, 의료 시설, 학교, 공동 생활 공간 및 기타 공공 장소에서 SARS-CoV-2 바이러스뿐만 아니라 기타 호흡기 질환을 탐지하는 데 도움이 되는 획기적인 장치로 유망합니다. 인플루엔자 및 호흡기 세포융합 바이러스(RSV)와 같은 바이러스 에어로졸도 마찬가지입니다.

Cirrito는 대학의 보도 자료에서 “현재 방이 얼마나 안전한지 알려주는 것은 아무것도 없습니다.”라고 말했습니다. “100명이 있는 방에 있다면 5일 후에 자신이 아픈지 아닌지 알고 싶지 않을 것입니다. 이 장치의 아이디어는 공기 중에 살아있는 바이러스가 있는지 본질적으로 실시간으로 또는 5분마다 알 수 있다는 것입니다.”

팀은 바이오센싱 전문 지식과 공기 독성을 측정하는 장비 설계 노하우를 결합했습니다. 그 결과 장치는 소위 "습식 사이클론 기술"을 기반으로 작동하는 공기 샘플러입니다. 공기는 매우 빠른 속도로 샘플러로 흡입된 다음 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질을 인식하는 나노바디가 포함된 유체와 원심 분리 방식으로 혼합됩니다. 샘플러의 벽을 따라 늘어선 액체는 바이러스 에어로졸을 가두는 표면 소용돌이를 생성합니다. 습식 사이클론 샘플러에는 유체를 수집하여 전기화학을 사용하여 바이러스를 감지하기 위해 바이오센서로 보내는 펌프가 있습니다.

장비의 성공은 모니터가 생성하는 극도로 빠른 속도와 관련이 있습니다. 모니터의 유속은 분당 약 1,000리터입니다. 이를 통해 5분 수집 기간 동안 기존 장비로 가능한 것보다 훨씬 더 많은 양의 공기를 샘플링할 수 있습니다. 현재 사용 가능한 상업용 샘플러. 또한 너비가 약 1피트, 높이가 10인치로 컴팩트하며 바이러스가 감지되면 불이 켜져 사용자에게 방의 공기 흐름이나 순환을 증가시키도록 경고합니다.

모니터를 테스트하기 위해 팀은 두 명의 코비드 양성 환자의 아파트에 모니터를 배치했습니다. 그런 다음 침실의 실시간 공기 샘플을 바이러스가 없는 제어실에서 수집한 공기 샘플과 비교했습니다. 이 장치는 침실의 공기 샘플에서 바이러스의 RNA를 감지했지만 대조 공기 샘플에서는 전혀 감지하지 못했습니다.

연구에 따르면 SARS-CoV-2를 방 크기의 챔버에 에어로졸화한 실험실 실험에서 습식 사이클론과 바이오센서는 단 몇 분의 샘플링 후에 다양한 수준의 공기 중 바이러스 농도를 감지할 수 있었습니다.

Cirrito는 "우리는 SARS-CoV-2부터 시작하지만 인플루엔자, RSV, 라이노바이러스 및 기타 일상적으로 사람들을 감염시키는 주요 병원체도 측정할 계획이 있습니다"라고 말했습니다. “병원 환경에서 모니터는 환자에게 온갖 종류의 합병증을 유발하는 포도상구균이나 연쇄구균을 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 실제로 사람들의 건강에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.”

워싱턴 대학 팀은 현재 공기질 모니터를 상용화하기 위해 노력하고 있습니다.