Исследователи разрабатывают эффективное и недорогое устройство, которое выявляет широкий спектр вирусов за считанные минуты. Устройство называется VIRRION. Он использует спектроскопию комбинационного рассеяния для выявления вирусов на основе их индивидуальной вибрации.
Вирусы - это микроскопические паразиты, которые размножаются только внутри живых клеток организма. Они могут инфицировать все формы жизни, от растений и животных до микроорганизмов, включая архии и бактерии.
По оценкам специалистов, в организме животных содержится более 1,5 миллиона неизвестных вирусов, которые могут передаваться людям. Известные вирусы, такие как Эбола, Зика и H5N1, вызвали широкое распространение болезней и смертей. Однако раннее обнаружение предоставляет "окно возможностей" для прекращения распространения смертоносных вирусов, позволяя быстро и эффективно применять контрмеры.
Поэтому исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали недорогое портативное устройство, которое фиксирует вирусы на основе их размера. Оно получило название VIRRION (сокращение от "захват вирусов с быстрым обнаружением и идентификацией с помощью рамановской спектроскопии").
Как это работает?
Существующие методики (для обнаружения вирусов) требуют дорогостоящих и крупных приборов. С другой стороны, этот новый прибор имеет всего несколько сантиметров в ширину. Он состоит из массивов нанотрубок, сравнимых по размерам с различными вирусами.
Группа исследователей использовала рамановскую спектроскопию для идентификации вирусов на основе их индивидуальных вибраций. Для идентификации молекул вируса даже в очень низкой концентрации исследователи усилили рамановский сигнал, добавив в устройство наночастицы золота.
Затем они использовали методы машинного обучения для создания библиотеки широкого спектра вирусов.
![](assets/images/post/6455f9380e68d_Identify-Viruses-Based-On-Their-Vibration.jpg)
Тесты показывают, что VIRRION позволяет одновременно обогащать несколько возникающих штаммов вируса всего за несколько минут. Устройство фиксирует вирусы по их размерам (используя градиент выровненных массивов углеродных нанотрубок) и обнаруживает их на месте (используя рамановскую спектроскопию) с точностью 90% в реальном времени.
![](assets/images/post/6455f93829d7a_4525.jpg)
Кроме того, этот возможный процесс обогащения позволяет дальнейшее культивирование и определение характеристик с помощью электронной микроскопии и глубокого секвенирования. Таким образом, это быстрая и эффективная система мониторинга заболеваний, которая значительно улучшает эпиднадзор за вирусами.
Использование и применение
VIRRION был бы чрезвычайно полезен при появлении вирусов, их обнаружении и диагностике. А поскольку он небольшой и недорогой, то поможет врачам быстро отслеживать вирусные вспышки в режиме реального времени.
Это устройство имеет широкий спектр возможного применения. Например, раннее обнаружение вируса у домашнего скота может спасти стадо от тяжелых заболеваний. В сельском хозяйстве раннее обнаружение может спасти целую культуру. И, конечно же, обнаружение вирусов за считанные минуты (а не за дни) может спасти больше человеческих жизней.