Датчики из бумаги-оригами помогают выявлять инфекционные заболевания

Фото из открытых источников

Исследователи из Университета Крэнфилда разработали гениальный метод обнаружения биомаркеров в сточных водах с использованием датчиков из бумаги-оригами, что произвело революцию в отслеживании инфекционных заболеваний с помощью всего лишь камеры мобильного телефона. Это новаторское тестовое устройство не только экономически эффективно, но и обеспечивает быстрые результаты, предлагая потенциал для изменения направления мер общественного здравоохранения в будущих пандемиях.

Анализ сточных вод выделяется как важнейший метод оценки распространенности инфекционных заболеваний среди населения. Собирая образцы с различных водоочистных сооружений по всей стране, исследователи получают информацию о районах с самыми высокими показателями инфицирования.

Этот подход оказался бесценным во время пандемии COVID-19 , позволив отслеживать уровень инфицирования среди населения и целенаправленно осуществлять мероприятия в области общественного здравоохранения.

Чжугэнь Ян, стоящий за разработкой датчиков Sentinel, произвел революцию в области биосенсорики и охраны окружающей среды. Его новаторская работа, которая возникла из исследований, проведенных в 2020 году, привела к разработке теста, способного обнаруживать SARS-CoV-2 (широко известный как COVID-19), грипп A и грипп B в сточных водах.

Отличительной чертой этого решения является использование бумажной платформы вместе с УФ-фонарем или камерой мобильного телефона для анализа. Этот передовой подход устраняет необходимость в централизованных лабораториях и высококвалифицированном персонале, как того требуют традиционные методы, такие как тест полимеразной цепной реакции (ПЦР).

В то время как традиционные процедуры тестирования требуют сбора, хранения и транспортировки образцов в холодовой цепи в лабораторию с последующим длительным периодом обработки, инновация Чжугэня Яна предлагает более быструю, доступную и высокоточную альтернативу.

Новый метод тестирования быстрый, удобный и портативный. Образцы сточных вод помещаются на лист бумаги с воском, сложенный в стиле «оригами». Бумага содержит химикаты, которые реагируют на маркеры заболеваний, вызывая появление флуоресцентного цвета. Используя камеру мобильного телефона, можно быстро считывать результаты и собирать данные.

Профессор Ян разработал этот революционный метод в рамках национальной программы по надзору за сточными водами COVID-19. В разгар пандемии в 2021 году полевые испытания проводились в четырех карантинных отелях вокруг аэропорта Хитроу. Весь процесс от образца до ответа занял менее 90 минут по сравнению с примерно четырьмя часами для ПЦР-теста. Тесты проводились в подвале одного из отелей с использованием минимального оборудования.

Результаты показали, что это новое устройство обеспечивает результаты, по крайней мере, столь же точные, как и тест ПЦР, но по гораздо более низкой цене, и может обеспечить раннее предупреждение о заболевании в обществе. Устройство особенно полезно для районов с ограниченными ресурсами из-за простоты использования, низкой стоимости и быстрых результатов.

«Во время COVID-19 мы доказали, что быстрый анализ сточных вод в обществе — действительно эффективный способ отслеживания инфекционных заболеваний и помощи в управлении общественным здравоохранением», — прокомментировал профессор Ян. «Простой тест, который мы разработали, стоит всего 1 фунт стерлингов и использует общедоступную функцию камеры в мобильном телефоне, что делает его легкодоступным. Это может стать настоящим переломным моментом в прогнозировании уровня заболеваемости и улучшении общественного здравоохранения перед лицом будущих пандемий».

Устройство было представлено в Лондонском музее науки за его вклад в Национальную программу надзора за сточными водами во время пандемии COVID-19. Дальнейшая разработка спонсируется Программой лидерства в исследованиях Leverhulme Trust и грантом Исследовательского совета по биотехнологиям и биологическим наукам с потенциальными приложениями для отслеживания новых вариантов и мониторинга устойчивости к противомикробным препаратам.