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Sofortige Detektion von luftgetragenen Viren mit einem Einweg-Kit

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Schnelle und selektive Diagnose von luftübertragenen Viren mit Einweg-Probenahme-/Monitoring-Kits

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Forscher in Südkorea haben eine Technologie entwickelt, die eine sofortige Erkennung spezifischer luftübertragener Viren im Feld ermöglicht. Das Korea Institute of Science and Technology (KIST) gab bekannt, dass das kollaborative Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Joonseok Lee vom Molecular Recognition Research Center, Professor Min-Gon Kim vom Department of Chemistry, Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), und Professor Chan-Seon Song vom Department of Veterinary Medicine, Konkuk University, eine Detektionsplattform entwickelt hat, die gleichzeitig Probenahmen und die Überwachung von luftgetragenen Viren im Feld ermöglicht.

Um die in der Luft vorhandenen biologischen Gefahren wie verschiedene Bakterien, Pilze und Viren zu testen, ist es in der Regel erforderlich, die Luftprobe auf dem Feld zu sammeln und eine separate Analyse der Probe im Labor durchzuführen. Dieser Analyseprozess kann einige Stunden bis hin zu mehreren Tagen dauern. Obwohl die vorhandenen Techniken, die eine Vor-Ort-Analyse unterstützen, ohne dass die Probe zurück ins Labor gebracht werden muss, die Überwachung der Konzentration von Bakterien oder Pilzen ermöglichten, wiesen sie Einschränkungen bei der Unterscheidung der spezifischen Mikroorganismen auf, die vorhanden waren oder ohne weitere Reinigung verwendet werden konnten.

Das KIST-GIST-Forschungsteam entwickelte eine integrierte Probenahme-/Monitoring-Plattform, die ein Einweg-Kit verwendet, um luftgetragene Viren einfach vor Ort zu sammeln und nachzuweisen. Das vom Team entwickelte Einweg-Virus-Probenahme-/Überwachungs-Kit ähnelt dem Schwangerschaftstest-Kit und ermöglicht es, sowohl die Probenahme als auch die Diagnose auf luftübertragene Viren innerhalb von 50 Minuten vor Ort zu erledigen (10 bis 30 Minuten für die Probenahme und 20 Minuten für die Diagnose), ohne dass ein separater Reinigungs- oder Trennungsprozess erforderlich ist.

Die entwickelte Überwachungsplattform sammelt und konzentriert das luftgetragene Virus auf einem porösen Glasfaserkissen, und dann wird das Virus durch eine Kapillarkraft in die Detektionszone geleitet. Das geflossene Virus wird mit der Nahinfrarot-Emission (NIR) von synthetisierten Nanosonden kombiniert, die mit Antikörpern konjugiert sind, die nur auf bestimmte Viren reagieren, um die gewünschten Viren auch in einer Umgebung mit gleichzeitigem Vorhandensein mehrerer Virentypen selektiv nachzuweisen. Darüber hinaus unterstützt die Plattform die Injektion von mehr als vier Kits auf einmal, um die Überwachung mehrerer Virustypen auf einmal zu ermöglichen.

Die über die Luft übertragenen Viren werden von externen Faktoren wie der Größe der Innenraumfläche, der Verwendung von Klimaanlagen sowie der Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Daher etablierte das Forscherteam ein künstliches Aerosolisierungskammersystem, das externe Faktoren regulieren kann, um die entwickelte Plattform zu verifizieren, und führte Experimente unter bestimmten Bedingungen durch. Das Team war in der Lage, in einem großen Raum verteilte Influenzaviren zu beproben, das Virus in einem porösen Pad auf eine mehr als millionenfache Konzentration zu konzentrieren und die an der Pad-Oberfläche haftenden Viren durch Oberflächenvorbehandlung und Optimierung der Testlösung mit einem Wirkungsgrad von etwa 82 Prozent zurückzugewinnen, um das Virus schließlich in der Detektionszone nachzuweisen.

"Diese Plattform unterstützt eine sofortige Analyse der vor Ort gesammelten Probe und kann als System zur Überwachung der Luftverschmutzung in Innenräumen eingesetzt werden, um luftübertragene biologische Gefahren wie das COVID-19-Virus zu diagnostizieren", sagte Lee.