Портативное устройство, идентифицирующее вирусы за минуты

В настоящее время, по оценкам вирусологов, в животных находится 1,67 миллиона неизвестных вирусов, ряд из которых может передаваться человеку. Известные вирусы, такие как H5N1, Zika и Ebola, уже вызвали широкое распространение болезней и смертей. Всемирная организация здравоохранения заявляет, что раннее обнаружение может остановить распространение вируса, обеспечив быстрое развертывание контрмер.

Исследователи из Государственного университета Пенсильвании (США) разработали портативное устройство под названием VIRRION, которое может захватывать и идентифицировать вирусные частицы в пробах в течение нескольких минут. Устройство содержит "лес" из углеродных нанотрубок, которые улавливают и сортируют вирусные частицы в зависимости от их размера, а затем пользователи могут идентифицировать вирусы с помощью метода на основе рамановской спектроскопии. Эта методика может помочь повысить скорость и удобство идентификации вирусных инфекций и будет очень полезна в случае возникновения вирусных эпидемий.

Во время таких событий, как недавние вспышки инфекционных заболеваний, вызванных вирусами Эбола и Зика, быстрое обнаружение вируса в образцах пациентов и окружающей среды может помочь организациям здравоохранения своевременно применить контрмеры. Однако современные методы обнаружения некоторых вирусов пока еще требуют громоздкого оборудования и длительного исследования.

Для решения этой проблемы исследователи разрабатывают технологию, способствующую быстрому обнаружению вирусов, с целью диагностики вирусных инфекций врачом в местной клинике. Быстрое и недорогое портативное устройство VIRRION использует массив углеродных нанотрубок для захвата вирусов из образца, после чего рамановская спектроскопия выявляет тип вируса. Встроенные в устройство углеродные нанотрубки разработаны таким образом, чтобы быть сопоставимыми по размерам с широким диапазоном вирусов.

Университетские разработчики утверждают, что VIRRION способен обнаруживать вирусы в течение нескольких минут, требует для анализа всего несколько миллилитров образца и является недорогим и легко транспортируемым, что потенциально делает его пригодным для использования в удаленных клиниках и даже в местах оказания медицинской помощи.

По словам Маурисио Терроуза, одного из ученых, принимающего участие в этом исследовании,

Большинство современных методов требуют использования больших и дорогостоящих приборов. VIRRION - это устройство всего в несколько сантиметров в ширину. В прибор добавляются наночастицы золота для усиления рамановского сигнала, чтобы мы могли обнаружить молекулу вируса в очень низких концентрациях. Для улучшения работы нашего прибора мы используем методы машинного обучения для создания библиотеки типов вирусов.