Разработано устройство для обнаружения воздушно капельных инфекций

Ученые Чикагского университета создали компактное устройство, которое может улавливать молекулы из воздуха - от вирусов и бактерий до биомаркеров воспаления и уровня сахара.

Как передает Day.Az со ссылкой на публикацию Чикагского университета, прибор размером с ладонь конденсирует воздух в капли, чтобы затем анализировать их, как обычную жидкость. Это делает его альтернативой забору крови, позволяя получать ту же информацию без игл. Устройство может применяться в больницах, на транспорте и даже дома - например, для мониторинга диабета или раннего выявления инфекций.

Обнаружить молекулы в воздухе сложнее, чем в жидкостях. Поэтому в больницах берут кровь, и даже домашние тесты на COVID требуют добавления жидкости. Одна из причин - низкая концентрация. В воздухе нужных частиц, например вирусов, может быть всего одна на триллион. Это трудная задача для прибора, и раньше для этого требовалось большое и дорогое оборудование.

Ученые придумали, как превращать воздух в жидкость, чтобы его было легче анализировать. Их установка состоит из нескольких частей. Сначала насос забирает воздух. Потом увлажнитель добавляет водяной пар, а маленькая система охлаждения понижает температуру. Из-за этого воздух превращается в капли, внутри которых оказываются нужные частицы. Эти капли стекают по гладкой поверхности в небольшой резервуар. Оттуда приборы могут легко измерить, сколько молекул содержится в жидкости, используя обычное оборудование для анализа жидкостей.

Создавая устройство, ученые не знали, получится ли у них улавливать некоторые быстро испаряющиеся молекулы, называемые "летучими". Для первой проверки идеи один из ученых использовал чашку кофе. Он направил пар от кофе в систему, чтобы посмотреть, сможет ли она его собрать и обнаружить. Когда сконденсировалась жидкость, стало понятно, что эксперимент удался - от нее пахло кофе.

В ходе следующих испытаний ученые смогли определить уровень сахара в выдыхаемом воздухе, обнаружить кишечную палочку в воздухе и найти признаки воспаления в клетках мышей с проблемами кишечной микрофлоры. Они назвали свою систему ABLE - "система локализации биомаркеров в воздухе".

Технология пригодится в медицине, например позволит неинвазивно отслеживать биомаркеры и улучшить уход за недоношенными детьми.

Ученым еще предстоит определить, какие именно молекулы нужно искать для разных задач. Например, сейчас изучается возможность выявления признаков воспалительных заболеваний кишечника по дыханию. Также планируется сделать устройство меньше и удобнее для ношения. Один из разработчиков ожидает, что эта работа поможет сделать новые открытия в физике и изучить, как примеси в воздухе влияют на физические процессы.

Ранее мы сообщали, что китайские ученые нашли уникальную бактерию на космической станции.