Ученые создают эффективное и доступное устройство, которое определяет широкий спектр вирусов за короткий промежуток времени. Устройство носит название VIRRION. Его принцип работы основан на спектроскопии комбинационного рассеяния для выявления вирусов по их индивидуальной вибрации.
Вирусы — микроскопические паразиты, размножающиеся исключительно в клетках живых организмов. Влияние вирусов распространяется на все виды существ: растения, животные, микроорганизмы, включая архей и бактерии.
Специалисты считают, что в организме животных живет более миллиона неизвестных вирусов, способных передаваться людям. Известные вирусы, например Эбола, Зика и H5N1, вызывали вспышки болезней с жертвами. Рано обнаружив опасные вирусы, можно остановить распространение, применяя меры противодействия быстро и эффективно.
Исследователи из Пенсильванского университета создали доступное и компактное устройство для фиксации вирусов по размеру. Устройство получило название VIRRION, сокращение от «захват вирусов с быстрым обнаружением и идентификацией с помощью рамановской спектроскопии».
Как это работает?
Действующие методики обнаружения вирусов используют дорогие и громоздкие приборы. Новый же прибор размером всего несколько сантиметров включает массив нанотрубок, аналогичных по размеру разным вирусным частицам.
Ученые применяли рамановскую спектроскопию для определения вирусов по их уникальным колебаниям. Для обнаружения молекул вируса даже при малой концентрации исследователи увеличивали рамановский сигнал с помощью наночастиц золота.
Затем использовали методы машинного обучения для создания библиотеки широкого спектра вирусов.
Эксперименты демонстрируют, что VIRRION способен обогащать несколько появившихся штаммов вируса за короткий промежуток времени. Прибор определяет вирусы по размеру (с помощью градиента упорядоченных массивов углеродных нанотрубок) и обнаруживает их в момент анализа (при помощи рамановской спектроскопии) с точностью 90% в режиме реального времени.
Этот потенциальный процесс обогащения также даёт возможность дальнейшего культивации и определения свойств с помощью электронной микроскопии и глубокого… секвенированияСистема отслеживания болезней быстрая и действенная, заметно повышающая наблюдение за вирусами.
Использование и применение
VIRRION оказывал бы большую пользу при возникновении, выявлении и диагностике вирусов. Благодаря своей компактности и доступной цене, он позволил бы врачам оперативно отслеживать эпидемии в режиме реального времени.
Устройство обладает широкими возможностями применения. Его можно использовать для раннего выявления вируса у домашних животных, что предотвратит распространение тяжелых болезней по стаду. В сельском хозяйстве раннее обнаружение вирусов позволит сохранить целые культуры. Также быстрое обнаружение вирусов (в считанные минуты, а не дни) может спасти больше человеческих жизней.