Американские исследователи разработали маску для лица, которая, примерно за 90 минут, может определить, заражен ли ее владелец вирусом SARS-CoV-2. Методика, представленная в журнале Nature Biotechnology, также может быть использована для обнаружения других патогенов или токсинов.
Лицевая маска, разработанная Питером Нгуеном и Луисом Соенксеном из Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering в Кембридже, штат Массачусетс, внешне отличается от обычной маски FFP2 только красной кнопкой. Когда кнопка нажата, внутри открывается резервуар с водой, в котором начинается трехступенчатая химическая реакция.
Сначала вирусы, отфильтрованные из воздуха, которым дышит пользователь маски в камере сбора, попадают вместе с водой в 1-ю реакционную камеру. Здесь происходит разрушение вирусной оболочки. РНК, высвобожденная изнутри вируса, поступает во 2-ю камеру, содержащую фермент, который делает копии определенных участков РНК.
Этот процесс называется изотермической амплификацией РНК, поскольку, в отличие от реакции ПЦР, он не требует циклического чередования нагрева и охлаждения (что было бы трудно осуществить в маске для лица).
Скопированные фрагменты генов попадают в 3-ю камеру с системой CRISPR-Cas12, которую исследователи называют SHERLOCK. Система активируется фрагментами РНК и производит флуоресцентный краситель. Этот флуоресцентный краситель приводит к реакции показывающей, присутствует ли есть ли во флисе лицевой маски вирус.
Результат реакции можно получить примерно через 90 минут. Таким образом, тест выполняется медленнее, чем тест на антиген. Однако, поскольку он определяет вирусные гены, он, вероятно, более надежен. В принципе, он может достичь той же точности, что и мазок ПЦР.
Нгуен и Соенксен говорят, что для того, чтобы тест был эффективным, зона сбора маски должна отфильтровать от 1 миллиона до 10 миллионов вирусов из вдыхаемого воздуха, что быстро происходит с инфицированным человеком, который выдыхает от 1 000 до 100 000 вирусов в минуту.
Преимущества теста в том, что он не требует источника питания, запускается автоматически после открытия резервуара для воды и относительно быстро дает результат. Вся система весит всего около 3 граммов и, следовательно, не ухудшает комфорт ношения маски. Маски можно хранить в сухом виде при комнатной температуре в течение нескольких месяцев, поэтому их можно будет использовать где угодно.
Этот тест является дальнейшим развитием бумажного теста на обнаружение вирусов эбола и зика. Помимо патогенов, он также может обнаруживать токсины, например, нейропаралитические газы. Все, что нужно, — это варьировать химические реакции.
Реакцию флуоресценции в принципе можно измерить с помощью датчика и передать по беспроводной сети на мобильный телефон, который затем отправит предупреждение пользователю. Исследователи запатентовали технологию и в настоящее время ищут компанию по производству масок для лица.