Mga Portable Sensor para sa Pagtuklas ng COVID-19 at Iba Pang Mga Virus

Isang iminungkahing lipunan sa hinaharap. Kredito: Tohoku University

Ang hinaharap ay maaaring magsama ng portable at naisusuot na mga sensor para sa pagtuklas ng mga virus at bakterya sa kapaligiran. Ngunit wala pa tayo. Ang mga siyentipiko ng Tohoku University ay nag-aaral ng mga materyales na maaaring makapagpabago ng mekanikal na elektrikal o magnetikong enerhiya, at kabaliktaran, sa mga nakaraang dekada. Sama-sama, inilathala nila ang isang pagsusuri ng journal na Advanced Materials sa pinakabagong pagsisikap na gamitin ang mga materyal na ito upang gawing magagamit ang mga biosensor.

“Ang pagsasaliksik sa pag-unlad ng mga sensor ng virus ay hindi pa gaanong umuunlad sa mga nakaraang taon,” sabi ng inhenyero ng mga materyales sa Tohoku University na si Fumio Narita. “Ang aming pagsusuri ay inilaan upang matulungan ang mga batang mananaliksik at nagtapos na mag-aaral na makilala ang pinakabagong mga pagsulong upang gabayan ang kanilang trabaho sa hinaharap para sa pagpapabuti ng pagiging sensitibo ng sensor ng virus.”

Ang mga materyal na Piezoelectric ay binago ang lakas na mekanikal sa enerhiya. Ang mga antibodies na nauugnay sa isang tukoy na virus ay maaaring mailagay sa isang elektrod na naka-embed sa isang materyal na piezoelectric. Kung ang target na virus ay nakikipag-ugnay sa mga antibodies, nagiging sanhi ito ng pagtaas ng masa na nagbabawas ng dalas ng kasalukuyang kuryente na dumadaan sa materyal, na inihayag ang pagkakaroon nito. Ang ganitong uri ng sensor ay iniimbestigahan para sa pagtuklas ng maraming mga virus, kabilang ang cervix-cancer na sanhi ng human papilloma virus, HIV, influenza A, Ebola at hepatitis B.

Ang mga materyal na pang-magnetiko ay nagbabago ng mekanikal na magnetikong enerhiya at kabaliktaran. Iniimbestigahan para sa pagtuklas ng mga impeksyong bakterya, tulad ng typhoid at swine fever, at para sa pagtuklas anthrax spores Ang mga nagpoprotekta ng mga antibodies ay naka-target sa isang chip ng biosensor na inilagay sa magnetostrictive na materyal at pagkatapos ay inilagay sa isang magnetic field. Kapag nakikipag-ugnay ang target na antigen sa mga antibodies, pinapataas nito ang dami ng materyal, na humahantong sa isang pagbabago sa magnetic resonance na napansin gamit ang sensing na ‘pick-up coil’.

Sinabi ni Narita na ang mga pagsulong sa pag-aaral ng artipisyal na intelihensiya at simulation ay makakatulong na makilala ang mas sensitibong piezoelectric at magnetostrictive na materyales para sa pagkilala sa mga virus at iba pang mga pathogens. Ang mga hinaharap na materyales ay maaaring maging coilless, wireless, at malambot, na ginagawang posible upang isama ang mga ito sa mga tela at gusali.

Inaalam pa ng mga siyentista kung paano gamitin ang parehong mga materyales upang makita SARS-CoV-2, ang virus na sanhi nito COVID-19, nasa hangin. Ang ganitong uri ng sensor ay maaaring isama sa mga undervilation system ng ilalim ng lupa, halimbawa, upang masubaybayan ang pagkalat ng virus sa real time. Ang mga nagsusuot ng sensor ay maaari ring idirekta ang mga tao sa malayo sa isang environment na nahawaan ng virus.

“Kailangan pa ring bumuo ng mga siyentipiko ng mas mabisa at maaasahang mga sensor para sa pagtuklas ng virus, na mas sensitibo at kawastuhan, ang mga ito ay mas maliit sa laki at bigat, at mas komportable, bago sila magamit sa mga aplikasyon sa bahay o matalinong damit, ”sabi ni Narita. “Ang ganitong uri ng sensor ng virus ay maaaring isang katotohanan na may mga karagdagang pagsulong sa materyal na agham at teknolohikal na pagsulong sa artipisyal na intelihensiya, pag-aaral ng makina, at pagtatasa ng data. . “

Sanggunian: “Isang Pagsusuri sa Mga Piezoelectric Materials at Magnetostrictive Biosensors para sa COVID Detection – 19 at Iba Pang Mga Virus” ni Fumio Narita, Zhenjin Wang, Hiroki Kurita, Zhen Li, Yu Shi, Yu Jia at Constantinos Soutis, Nobyembre 24 , 2020, Mga advanced na Kagamitan.
DOI: 10.1002 / adma.202005448

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

“Virtual Pag-deploy” – Nabasa ng mga siyentista ang isang 300-taong-gulang na selyadong makasaysayang liham nang hindi ito binubuksan

Animasyon ng paglawak ng computer ng selyadong letrang DB-1538. Sa aming papel, inilalarawan namin kung paano ginamit ang "virtual na pag-deploy" upang basahin...

“Hindi pa nagagawang” Natuklasan ang Bagong Bersyon ng Symbiosis

Ang endosymbiont-enhancing endosymbiont ay nagpapalakas sa unicellular eukaryotic host na sumipsip ng nitrate, na nagpapahiwatig na ang unicellular eukaryotes ay maaaring makatanggap ng endosymbionts...

Pagdidisenyo ng isang interface ng hangganan sa pagitan ng 2D at 3D na mga materyales

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Marso 2, 2021 Ang mga larawang ito ng "mga isla" ng mga atomo ng ginto na idineposito sa...

Bakit magkakaiba ang komposisyon ng kemikal ng solar na enerhiya

Linn Noong Agosto 21, 2017, sa panahon ng kabuuang solar eclipse, ang mga sinag ng araw ay lumitaw na puti. Mula kay...

Natagpuan ng mga Mananaliksik ang Taba ng Tiyan Laban sa Pantas na Pag-aayuno – “Ang Lokasyon ay Gumagawa ng Malaking Pagkakaiba”

Ipinakita ng mga pag-aaral sa daga ang mga sanhi ng lokasyon ng taba para sa panandaliang pag-aayuno. Sa isang pag-aaral sa mouse, inanunsyo ng mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.