Ученые разработали дыхательный тест, который быстро выявляет COVID

Результаты теста доступны менее чем за минуту

Джим Драйден • 31 июля 2023 г.

Бенджамин Самлин, доктор философии, старший научный сотрудник Вашингтонского университета в Сент-Луисе, дует в устройство, разработанное исследователями университета. Устройство — тест на выдыхание с использованием биосенсора — может стать инструментом для использования в кабинетах врачей для быстрой диагностики людей, инфицированных вирусом, вызывающим COVID-19.

Ученые Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали дыхательный тест, который быстро выявляет инфицированных вирусом, вызывающим COVID-19. Устройство требует всего одного или двух вдохов и дает результаты менее чем за минуту.

Исследование доступно онлайн в журнале ACS Sensors. Та же группа исследователей недавно опубликовала в журнале Nature Communications статью о воздушном мониторе, который они построили для обнаружения в воздухе SARS-CoV-2 — вируса, вызывающего COVID-19 — примерно за пять минут в больницах, школах и других общественных местах. .

Новое исследование посвящено дыхательному тесту, который может стать инструментом для использования в кабинетах врачей для быстрой диагностики людей, инфицированных вирусом. Если и когда возникнут новые штаммы COVID-19 или других патогенных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, такие устройства также можно будет использовать для проверки людей на публичных мероприятиях. Исследователи заявили, что тест на дыхание также может помочь предотвратить вспышки в ситуациях, когда многие люди живут или взаимодействуют в тесном пространстве — например, на борту кораблей, в домах престарелых, в общежитиях колледжей и университетов или на военных базах.

«При использовании этого теста не нужно брать мазки из носа и ждать результатов по 15 минут, как при домашних тестах», — сказал соавтор Раджан К. Чакрабарти, доктор философии, доцент кафедры энергетики, окружающей среды и развития карьеры Гарольда Д. Джолли. Химическая инженерия в Инженерной школе МакКелви. «Человек просто дует в трубку в приборе, и электрохимический биосенсор определяет, есть ли там вирус. Результаты доступны примерно через минуту».

Биосенсор, используемый в устройстве, был адаптирован на основе технологии, связанной с болезнью Альцгеймера, разработанной учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе для обнаружения бета-амилоида и других белков, связанных с болезнью Альцгеймера, в мозге мышей. Джон Р. Чиррито из Медицинской школы, доктор философии, профессор неврологии, и Карла М. Юэде, доктор философии, доцент психиатрии — оба также являются соавторами исследования — использовали нанотела, антитела лам, чтобы обнаружить вирус, вызывающий COVID-19.

Чакрабарти и Сиррито заявили, что дыхательный тест можно модифицировать для одновременного выявления других вирусов, включая грипп и респираторно-синцитиальный вирус (РСВ). Они также полагают, что смогут разработать биодетектор для любого вновь появившегося патогена в течение двух недель после получения его образцов.

«Это немного похоже на тест на алкотестере, который может быть проведен водителю с ограниченными возможностями», - сказал Сиррито. «И, например, если люди стоят в очереди, чтобы войти в больницу, на спортивную арену или в ситуационный центр Белого дома, 15-минутные тесты на мазок из носа нецелесообразны, а ПЦР-тесты занимают еще больше времени. Кроме того, точность домашних тестов составляет от 60% до 70%, и они дают много ложноотрицательных результатов. Это устройство будет обладать диагностической точностью».

Исследователи начали работу над устройством для проверки дыхания, созданным с помощью 3D-принтеров, после получения гранта от Национальных институтов здравоохранения (NIH) в августе 2020 года, в первый год пандемии. С момента получения гранта они тестировали прототипы в лаборатории и в отделе клинических исследований инфекционных заболеваний Вашингтонского университета. Команда продолжает тестировать устройство, чтобы еще больше повысить его эффективность при обнаружении вируса у людей.

Для исследования исследовательская группа протестировала COVID-положительных людей, каждый из которых выдохнул в устройство два, четыре или восемь раз. Дыхательный тест не дал ложноотрицательных результатов и дал точные показания после двух вдохов каждого испытуемого. Клиническое исследование продолжается для тестирования COVID-положительных и -отрицательных людей для дальнейшего тестирования и оптимизации устройства.