नया एयर मॉनिटर लगभग 5 मिनट में COVID वेरिएंट का पता लगा सकता है

शोधकर्ताओं ने एक वास्तविक समय का एयर मॉनिटर विकसित किया है, जिसके बारे में उनका कहना है कि यह लगभग पांच मिनट में एक कमरे में SARS-CoV-2 वायरस के किसी भी प्रकार का पता लगा सकता है। एयरोसोल सैंपलिंग तकनीक में हालिया प्रगति और एक अल्ट्रासेंसिटिव बायोसेंसिंग तकनीक को मिलाकर अमेरिका के सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा सस्ती, प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट डिवाइस विकसित की गई थी।

इस उपकरण का उपयोग अस्पतालों और स्वास्थ्य देखभाल सुविधाओं, स्कूलों और सार्वजनिक स्थानों में SARS-CoV-2 का पता लगाने और इन्फ्लूएंजा और श्वसन सिंकाइटियल वायरस (आरएसवी) जैसे अन्य श्वसन वायरस एरोसोल की संभावित निगरानी के लिए किया जा सकता है। 

मॉनिटर पर उनके काम के नतीजे, जिसके बारे में उनका कहना है कि यह उपलब्ध सबसे संवेदनशील डिटेक्टर है, नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं। वाशिंगटन विश्वविद्यालय में न्यूरोलॉजी के प्रोफेसर जॉन सिरिटो ने कहा, "फिलहाल ऐसा कुछ भी नहीं है जो हमें बताता हो कि एक कमरा कितना सुरक्षित है।"

सिरिटो ने कहा "यदि आप 100 लोगों के साथ एक कमरे में हैं, तो आप पांच दिन बाद यह पता नहीं लगाना चाहेंगे कि आप बीमार हो सकते हैं या नहीं। इस उपकरण के साथ विचार यह है कि आप अनिवार्य रूप से वास्तविक समय में, या हर 5 मिनट में जान सकते हैं, अगर कोई जीवित वायरस है।"  

शोधकर्ताओं ने पहले एक माइक्रो-इम्यूनोइलेक्ट्रोड (एमआईई) बायोसेंसर विकसित किया था जो अल्जाइमर रोग के लिए बायोमार्कर के रूप में अमाइलॉइड बीटा का पता लगाता है और आश्चर्य करता है कि क्या इसे SARS-CoV-2 के डिटेक्टर में परिवर्तित किया जा सकता है।

ऐसा करने के लिए, उन्होंने लामाओं के एक नैनोबॉडी के लिए अमाइलॉइड बीटा को पहचानने वाले एंटीबॉडी का आदान-प्रदान किया जो SARS-CoV-2 वायरस से स्पाइक प्रोटीन को पहचानता है। वाशिंगटन विश्वविद्यालय के पूर्व संकाय सदस्य और पेपर के लेखक डेविड ब्रॉडी ने नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (एनआईएच) में अपनी प्रयोगशाला में नैनोबॉडी विकसित की। शोधकर्ताओं ने कहा कि नैनोबॉडी छोटी है, पुनरुत्पादन और संशोधन करना आसान है और बनाना सस्ता है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के एसोसिएट प्रोफेसर कार्ला यूडे ने कहा, "नैनोबॉडी-आधारित इलेक्ट्रोकेमिकल दृष्टिकोण वायरस का पता लगाने में तेज़ है क्योंकि इसमें किसी अभिकर्मक या बहुत अधिक प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता नहीं होती है।"

यूडे ने कहा, "SARS-CoV-2 सतह पर मौजूद नैनोबॉडीज से जुड़ जाता है और हम स्क्वायर वेव वोल्टामेट्री नामक तकनीक का उपयोग करके वायरस की सतह पर टायरोसिन के ऑक्सीकरण को प्रेरित कर सकते हैं ताकि नमूने में वायरस की मात्रा का माप लिया जा सके।" शोधकर्ताओं ने बायोसेंसर को एक एयर सैंपलर में एकीकृत किया जो गीले चक्रवात तकनीक के आधार पर संचालित होता है।

हवा बहुत तेज़ वेग से सैंपलर में प्रवेश करती है और तरल पदार्थ के साथ केन्द्रापसारक रूप से मिश्रित हो जाती है जो सैंपलर की दीवारों को एक सतह भंवर बनाने के लिए लाइन करती है, जिससे वायरस एरोसोल फंस जाते हैं। वेट साइक्लोन सैंपलर में एक स्वचालित पंप होता है जो तरल पदार्थ एकत्र करता है और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का उपयोग करके वायरस का निर्बाध पता लगाने के लिए बायोसेंसर को भेजता है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में प्रोफेसर राजन चक्रवर्ती ने कहा, "एयरबोर्न एरोसोल डिटेक्टरों के साथ चुनौती यह है कि घर के अंदर की हवा में वायरस का स्तर इतना कम हो जाता है कि यह पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) का पता लगाने की सीमा की ओर भी बढ़ जाता है और यह भूसे के ढेर में सुई ढूंढने जैसा है।"  

चक्रवर्ती ने कहा, "गीले चक्रवात द्वारा उच्च वायरस रिकवरी को इसकी अत्यधिक उच्च प्रवाह दर के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जो इसे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नमूनों की तुलना में 5 मिनट के नमूना संग्रह में बड़ी मात्रा में हवा का नमूना लेने की अनुमति देता है।"

टीम ने दो सीओवीआईडी पॉजिटिव रोगियों के अपार्टमेंट में मॉनिटर का परीक्षण किया। शयनकक्षों से हवा के नमूनों के वास्तविक समय के पीसीआर परिणामों की तुलना वायरस-मुक्त नियंत्रण कक्ष से एकत्र किए गए हवा के नमूनों से की गई। उपकरणों ने शयनकक्षों से हवा के नमूनों में वायरस के आरएनए का पता लगाया लेकिन नियंत्रण हवा के नमूनों में किसी भी तरह का पता नहीं चला।

प्रयोगशाला प्रयोगों में, जिसमें SARS-CoV-2 को एक कमरे के आकार के कक्ष में एरोसोलाइज किया गया, गीला चक्रवात और बायोसेंसर केवल कुछ मिनटों के नमूने के बाद वायुजनित वायरस सांद्रता के विभिन्न स्तरों का पता लगाने में सक्षम थे।