- MIT-ში შექმნილ ნიღაბს შეუძლია COVID-19-ის მატარებელს შეატყობინოს ამის შესახებ მისი 90 წუთის განმავლობაში ტარების შემდეგ
- ნიღაბში ჩაშენებული სადიაგნოსტიკო სენსორებზე მუშაობა ჯერ კიდევ 6-7 წლის წინ დაიწყო
- ერთჯერადი სენსორები შეიძლება მოთავსდეს სხვა სახის ნიღბებშიც და სრულიად შესაძლებელია იყოს ადაპტირებული სხვა ვირუსების აღმოსაჩენადაც
MIT–ისა და ჰარვარდის უნივერსიტეტის ინჟინრებმა წარადგინეს ახალი თაობის ნიღაბი, რომელსაც შეუძლია 90 წუთის განმავლობაში დაუდგინოს Covid-19– ის მატარებელს ზუსტი დიაგნოზი. ნიღბები ჩანერგილი სენსორები დაფუძნებულია მშრალად გაყინულ უჯრედოვან მექანიზმებზე, რომელიც მკლევარმა გუნდმა ადრე შეიმუშავა საქაღალდო დიაგნოსტიკაში ვირუსებისათვის, როგორიცაა ებოლა და ზიკა. ახალ კვლევაში, მკლევარებმა აჩვენებს, რომ სესნორების გამოყენება შეიძლება არამხოლოდ ნიღბებში, არამედ ტანსაცმელშიც, როგორიცაა ლაბორატორილი ხალათები, რაც პოტენციურად სთავაზობს ახალ გზას ჯანდაცვაში მომუშავე მუშაკებისთვის თვალი ადევნონ პათოგენების ან სხვა საშიშროებების გავრცელებას
„უკვე არაერთგზის ვაჩვენეთ, რომ შეგვიძლია გავყინოთ და გავაშროთ სინთეტიკურ ბიოლოგიური სენსორების ფართო დიაპაზონი, რომ დავადგინოთ ვირუსული ან ბაქტერიული ნუკლეინის მჟავები ისევე, როგორც ტოქსიკური ქიმიკატები, მათ შორის ნერვული ტოქსინები. ჩვენ ვთვლით, რომ ამ პლატფორმას შეუძლია მოქმედებაში მოიყვანოს შემდეგი თაობის ტარებადი ბიოსენსორები ბრძოლის პირველ ხაზე მყოფთათვის, ჯანდაცვის და სამხედრო მუშაკებისთვის,“ ამბობს ჯეიმს კოლინსი, კვლევის მთავარი ავტორი და სამედიცინო ინჟინერიის და მეცნიერების ტერმირის პროფესორი, MIT-ის სამედიცინო ინჟინერიის და მეცნიერების (IMES) ინსტიტუტში და ბიოლოგიური ინჟინერიის განყოფილებაში.
სახის ნიღბები შექმნილია ისე, რომ ტესტირება მტარებლის მიერ შესაძლებელია სასურველ დროს, შედეგი კი კონფიდენციალობის დაცვის მიზნით ნიღბის შიგნით გამოისახება
შეისწავლეთ Python პროგრამირება ჩვენთან, არ დაკარგოთ დრო, გამოიყენეთ ის უკეთესი მომავლის შესაქმნელად
→ დარეგისტრირდი ახლავე!
სენსორები და სადიაგნოსტიკო ნიღბები დაფუძნებულია ტექნოლოგიაზე, რომლის შემუშავებაც კოლინსმა დაიწყო რამდენიმე წლის წინ. 2014 წელს მან აჩვენა, რომ ცილები და ნუკლეინის მჟავები, რომლებიც საჭიროა სინთეზური გენური ქსელების შესაქმნელად, რეაგირებენ კონკრეტულ სამიზნე მოლეკულებზე, შეიძლება ჩავსვათ ქაღალდზე და მან გამოიყენა ეს მიდგომა ებოლას და ზიკას ვირუსების ქაღალდის დიაგნოსტიკის შესაქმნელად. 2017 წელს ფენგ ჟანგის ლაბორატორიასთან მუშაობისას კოლინსმა შეიმუშავა კიდევ ერთი უჯრედის გარეშე სენსორული სისტემა, რომელიც ცნობილია როგორც SHERLOCK, რომელიც დაფუძნებულია CRISPR ფერმენტებზე და იძლევა ნუკლეინის მჟავების უაღრესად მგრძნობიარე გამოვლენის საშუალებას.
აღნიშნული უჯრედის გარეშე წრედის კომპონენტები მშრალად გაყინულია და ინარჩუნებს მდგრადობას მრავალი თვის განმავლობაში მათი რეჰიდრატაციამდე. წყლით რეაქცტივაციის დროს, მათ შეუძლიათ ურთიერთქმედებაში შევიდნენ მოლეკულასთან, რომელიც შეიძლება იყოს RNA ან DNA-ის ნებისმიერი თანმიმდევრობის ისევე, როგორც ნებისმიერი სხვა მოლეკულა და აწარმოოს სიგნალი როგორიცაა ფერის ცვლილება.
სულ ახლახანს, კოლინსმა და მისმა კოლეგებმა დაიწყეს მუშაობა ამ სენსორების ტექსტილში შეყვანის მიმართულებით, ლაბორატორიული ხალათების შექმნის მიზნით ჯანდაცვის მუშაკებისთვის ან სხვა პირთათვის, რომლებიც ექვემდებარებიან პათოგენების პოტენციურად ზემოქმედების საშიშროებას.
პირველ ეტაპზე, სოენსკენმა აწარმოა ასობით სხვადასხვა ტიპის ქსოვილის სკრინინგი, დაწყებული ბამბადან და პოლიესტერიდან დამთავრებული მატყლითა და აბრეშუმით, რათა გაერკვია რომელი შეიძლება იყოს თავსებადი ამ სახის სენსორთან. ”ჩვენ საბოლოოდ გამოვავლინეთ წყვილი, რომელიც ძალიან ფართოდ გამოიყენება მოდის ინდუსტრიაში ტანსაცმლის დასამზადებლად,” - ამბობს ის. ”საუკეთესო იყო პოლიესტერისა და სხვა სინთეზური ბოჭკოების კომბინაცია.”
ტარებადი სენსორების შესაქმნლეად, მკლევარებმა ჩანერგეს თავიანთი მშრალად გაყინული კომპონენტები სინთეტიკური ქსოვილის მცირე ზომის ნაწილში, სადაც ისინი გარშემორტყმულია სილიკონის ელასტომერის რგოლით.
ასეთი დანაწევრება ხელს უშლის ნიმუშის აორთქლებას ან გაფანტვას სენსორისგან მოშორებით. ტექნოლოგიის დემონსტრირებისთვის, მკვლევარებმა შექმნეს ქურთუკი, სადაც მოათავსეს 30-მდე ასეთი სენსორი.
მათ აჩვენეს, რომ ვირუსის ნაწილაკების შემცველი სითხის მცირე წვეთს, რომელიც ახდენს ინფიცირებულ პაციენტზე ზემოქმედების იმიტაციას, შეუძლია გაყინული უჯრედის კომპონენტების დატენიანება და სენსორის გააქტიურება. სენსორებს შეუძლია შექმნას სხვადასხვა სახის სიგნალები, მათ შორის ფერის შეცვლა, რომელიც შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს, ან ფლუორესცენტური ან ლუმინესცენციური სიგნალი, რომლის წაკითხვა შესაძლებელია ხელის სპექტრომეტრით. მკვლევარებმა ასევე შექმნეს ტარებადი სპექტრომეტრი, რომელიც შეიძლება ინტეგრირებული იყოს ქსოვილში, სადაც მას შეუძლია წაიკითხოს შედეგები და უსადენოდ გადასცეს ისინი მობილურ მოწყობილობას.
„ეს გაძლევთ ინფორმაციულ უკუკავშირის ციკლს, რომელიც მონიტორინგს უწევს თქვენს გარემოს ექსპოზიციას და გაგაფრთხილოთ თქვენ და სხვები ექსპოზიციის შესახებ და სად მოხდა ის,“ ამბობს ნგუენი.
სადიაგნოსტიკო სახის ნიღაბი
როდესაც მკვლევარები ამთავრებდნენ მუშაობას ტარებადი სენსორების შესახებ 2020 წლის დასაწყისში, Covid-19-მა დაიწყო გავრცელება მთელს მსოფლიოში, ამიტომ მათ სწრაფად გადაწყვიტეს შეეცადათ თავიანთი ტექნოლოგიის გამოყენება SARS-CoV-2 ვირუსის დიაგნოსტიკის შესაქმნელად.
სახის სადიაგნოსტიკო ნიღბის შესაქმნელად, მკვლევარებმა ქაღალდის ნიღაბში ჩასვეს SHERLOCK-ის მშრალი-გაყინული სენსორები. როგორც ტარებადი სენსორების შემთხვევაში, გაყინული კომპონენტები გარშემორტყმულია სილიკონის ელასტომერით. ამ შემთხვევაში, სენსორები მოთავსებულია ნიღბის შიგნით, ასე რომ მათ შეუძლიათ აღმოაჩინონ ვირუსული ნაწილაკები პირით სუნთქვაში ნიღბის ტარებისას.
ნიღაბი ასევე შეიცავს წყლის მცირე რეზერვუარს, რომელიც გამოიყოფა ღილაკის დაჭერით, როდესაც მტარებელი მზად არის ტესტის ჩასატარებლად. ეს ატენიანებს SARS-CoV-2 სენსორის მშრალად გაყინულ კომპონენტებს, რომელიც აანალიზებს ნიღბის შიგნით დაგროვილ სუნთქვის წვეთებს და იძლევა შედეგს 90 წუთის განმავლობაში.
„აღნიშნული ტესტი მგრძნობიარეა ოქროს სტანდარტის მაღალ-მგრძნობიარე PCR ტესტებივით, თუმცა ისეთივე სწრაფია, როგორც ანტიგენ ტესტები, რომელიც გამოიყენება Covid-19-ის სწრაფი ანალიზისთვის,“ ამბობს ნგუენი.
ამ კვლევაში შემუშავებულ პროტოტიპებს სენსორები განთავსებული აქვთ ნიღბის შიგნით, მომხმარებლის სტატუსის დასადგენად, ასევე სენსორები აქვთ განლაგებული გარედან, გარემოს ზემოქმედების გამოსავლენად. მკვლევარებს ასევე შეუძლიათ სენსორების შეცვლა სხვა პათოგენების გამოსავლენად, მათ შორის გრიპის, ებოლას და ზიკას, ან მათ მიერ შემუშავებული სენსორები შეიძლება გამოყენებული იყოს ორგანოფოსფატის ნერვული აგენტების გამოსავლენად.
”ამ დემონსტრაციების საშუალებით ჩვენ არსებითად შევამცირეთ უახლესი მოლეკულური ტესტირების საშუალებების ფუნქცია ფორმატამდე, რომელიც თავსებადია სხვადასხვა ტარებადი ნივთების შემთხვევებისთვის,”-ამბობს სოენსკენი.
მკვლევარებმა შეიტანეს განაცხადი ტექნოლოგიის პატენზე და ისინი იმედოვნებენ, რომ იმუშავებენ კომპანიასთან სენსორების შემდგომი განვითარების მიზნით. კოლინსი ამბობს, რომ, სავარაუდოდ, პირველი მოხმარების საგნად მოგვევლინება ნიღაბი, რომელიც ხელმისაწვდომი გახდება.
”მე ვფიქრობ, რომ ნიღაბი ალბათ ყველაზე მოწინავე და ახლოა პროდუქტთან. ჩვენ უკვე გვქონდა დიდი ინტერესი გარე ჯგუფებისგან, რომელთაც სურთ მიიღონ ჩვენი ძალისხმევის შედეგად წარმოებული პროტოტიპი და მიიყვანონ ის დამტკიცებულ, ბაზარზე გასატან პროდუქტამდე, ” ამბობს ის.
კვლევა დაფინანსდა თავდაცვის საფრთხის შემცირების სააგენტოს; Paul G. Allen Frontiers Group-ის; ვისის ინსტიტუტის; ჯონსონი და ჯონსონის ინოვაცია JLABS-ის; MGH, MIT და ჰარვარდის და პატრიკ ჯ. მაკგოვერნის ფონდის მიერ.
დაეუფლე აქტუალურ პროფესიებს - მოგვიერთდით სტეპერების დიდ ოჯახში!
IT Academy Step ლიდერი IT სფეროში , ახლა უკვე 100+ ფილიალით!
+995 577 538 549 ქ.თელავი, ნადიკვრის #23
+995 (32) 215-55-51 ქ.თბილისი, ა.ყაზბეგის 34/34 ბ
https://www.facebook.com/itstep.ge
