迅速かつ正確な新型コロナウイルスの登場

新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、前例のないロックダウンや公共の場でのマスク着用などの不便を永遠に伴うことになるだろう。 そしてその主な理由は、医療専門家がSARS-CoV-2ウイルスがどこに潜んでいるのか、職場や教室、公共交通機関などの混雑した環境がどれほど危険なのかを正確に把握していなかったからだ。

しかし、使いやすいモバイル デバイスが特定の空間内の SARS-CoV-2 をリアルタイムで検出できたらどうなるでしょうか? そうすれば、人々は、ウイルスが浮遊していない場合にはマスクなしで行動するか、ウイルスが検出された場合にはマスクを着用するか、その環境を完全に避けるなどの予防措置を講じることに自信を持てるようになるだろう。

ワシントン大学セントルイス校の研究者らは、約5分でSARS-CoV-2の兆候を検出できる電子レンジほどの大きさの試作装置を用いて、まさにそれを達成したとNature Communicationsに報告している。 エネルギー、環境、化学工学の准教授であるラジャン・チャクラバーティ氏が率いるチームは、空気をサンプリングすることしかできず、サンプルの追加の PCR 検査が必要な市販の空気検出器に依存する面倒なプロセスを改善したいと考えていました。結果が返されるまで 24 時間。 デバイスは高価でもあり、1 台あたり数千ドルから数万ドルの範囲があります。 3 年を経て、彼らは臨床検査における市販の方法よりもさらに優れた性能を発揮する装置を開発し、1 回の検査あたり数セントのコストに拡張できると述べています。

新しい新型コロナウイルス検出器の成功の鍵は、サイクロンを模倣した装置内に空気を循環させる超高速の方法だ。 環境から毎分約 1,000 リットルの空気を引き込み、その流れの中で循環する粒子を捕捉する円錐形を作り出します。 このデバイスには 2 つのことを行うバイオセンサーが装備されています。 まず、ラマから得られた小さな分子が、SARS-CoV-2 のスパイクタンパク質に非常によく付着することを利用して、存在する可能性のあるウイルスを引き出します。 次に、バイオセンサーに電流が流され、スパイクタンパク質の特定のアミノ酸が酸化されます。これが、SARS-CoV-2 ウイルスの存在を確認する最終反応です。

実験室テストでは、このデバイスは、最新の亜種を含む新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) ウイルスの検出において 77% ～ 83% の精度を示しました。 （SARS-CoV-2は検出しますが、異なる変異体を区別することはできません。）研究者らが自分たちのデバイスと2つの市販の空気検出器でさまざまな濃度のウイルスをテストしたところ、低レベルのウイルス遺伝物質を検出できたのは彼らのデバイスだけでした。 RNAの形で。

チームはまた、新型コロナウイルス感染症検査で陽性反応を示し、自宅でこのデバイスを使用することを志願した2人にプロトタイプを送った。 空気サンプラーは、5 分間のサンプリング後にそれぞれの寝室でウイルスを正確に検出しました。

感染者が吐き出すまたは排出するウイルス RNA は、液滴の形では留まらず、エアロゾル化されて直径 5 ～ 10 マイクロメートルの粒子になります (比較のために、人間の髪の毛の直径は 40 ～ 70 マイクロメートルです)。 感染者が 1 人いる部屋には、空気 1 立方メートルあたりわずか 10 個の SARS-CoV-2 ウイルスの RNA コピーが存在する可能性があることを考えると、通常の部屋でこれほど小さなウイルスが感染する確率は約 100 万分の 1 です。 10億分の1。 「干し草の山から針を見つけるようなものです」とチャクラバーティ氏は言う。

しかし、この装置は非常に高速で空気を濾過するため、微細なウイルス粒子を検出する可能性が大幅に高まります。「この検出技術の利点は、超高感度であることです」とチャカバーティ氏は言います。 研究室でのテストに基づくと、一般的な部屋にいる軽度の感染者からも放出されるウイルスを検出できる可能性が高いと同氏は言う。

また、このデバイスはポータブルであるため、家庭内を含め、新型コロナウイルス感染症が存在するかどうかについての即時報告が必要な場所ならどこでも使用できるとチャクラバーティ氏は期待している。 検出器の構築には彼の研究室に数千ドルの費用がかかりましたが、大量生産によりコストは大幅に下がると彼は予想しています。 ニューヨークに本拠を置く病気検出会社のひとつ、Y2Xライフサイエンス社は、まさにそれを行うために大学から技術をライセンス供与したいと考えている。