| 麻省理工学院和哈佛大学的工程师设计了一个口罩原型，可以在大约90分钟内诊断出佩戴口罩的人是否患有Covid-19。这种口罩内嵌了微型一次性传感器，可以安装在其他口罩上，还可用于设计可穿戴传感器，用于检测各种其他病原体或有毒化学品。 这些传感器基于冻干细胞机制，研究团队此前曾利用这些机制用于埃博拉病毒和寨卡病毒等病毒的纸质诊断。在一项新的研究中，研究人员表明，传感器不仅可以安装在口罩上，还可以安装在实验室工作服等衣服上，为监测医护人员接触各种病原体或其他威胁提供了一种新方法。 “我们已经证明可以冷冻干燥广泛的合成生物学传感器，以检测病毒或细菌核酸，以及有毒化学物质，包括神经毒素。我们认为这个平台可以为急救人员、医护人员和军事人员提供下一代可穿戴生物传感器。”麻省理工学院教授James Collins说。 面罩传感器的运行原理是佩戴者在准备进行测试时可以激活，测试结果仅显示在面罩内部，以保护用户隐私。 可穿戴式传感器 这种新型可穿戴传感器和诊断面罩是基于Collins几年前开始开发的技术。2014年，他向人们展示了创建合成基因网络所需的蛋白质和核酸，这些基因网络可以对特定的目标分子做出反应，他利用这种方法创建了埃博拉和寨卡病毒的纸质诊断。2017年，研究人员开发了另一种无细胞传感器系统，名为SHERLOCK，它基于CRISPR酶，可以对核酸进行高度敏感的检测。 这些无电池的电路元件经过冻干，在重新水化之前可以保持几个月的稳定。当被水激活时，它们可以与目标分子相互作用。目标分子可以是任何RNA或DNA序列，也可以是其他类型的分子，并产生诸如颜色变化之类的信号。最近，Collins和他的同事们开始将这些传感器整合到纺织品中，目的是为医护人员或其他可能接触病原体的人创造一种实验服。 首先，研究人员对数百种不同类型的织物进行了筛选，从棉花和聚酯到羊毛和丝绸，以找出哪种可能与这种传感器兼容。最终研究人员确定了一对在时装业生产服装中被广泛使用的组合——聚酯和其他合成纤维的组合。 为了制造可穿戴传感器，研究人员将冻干组件嵌入合成纤维的一小部分，在那里它们被一圈硅酮弹性体包围，这种分隔防止样品从传感器蒸发或扩散。为了展示这项技术，研究人员制作了一件嵌有大约30个这样的传感器的夹克外套。 通过演示，一小滴含有病毒颗粒的液体，模拟感染病人的接触，可以为冻干的细胞成分补水并激活传感器。传感器可以设计产生不同类型的信号，包括肉眼可以看到的颜色变化，或者可以用手持光谱仪读取的荧光信号。研究人员还设计了一种可穿戴的光谱仪，可以集成到织物中，它可以读取结果，并将其无线传输到移动设备。信息给人们一个信息反馈循环，可以监测环境暴露情况，并提醒人们暴露情况以及发生地点。 诊断口罩 2020年初，当研究人员完成可穿戴传感器的工作时，Covid-19新冠病毒开始在全球蔓延，所以他们很快决定尝试使用技术来创建SARS-CoV-2病毒的诊断方法。为了制作诊断口罩，研究人员将冻干的传感器嵌入了一个纸口罩中。与可穿戴传感器一样，冻干组件被硅酮弹性体包围。在这种情况下，传感器被放置在口罩的内部，这样它们就可以检测到戴口罩的人呼吸中的病毒颗粒。 该口罩面具还包括一个小储水罐，当佩戴者准备进行测试时，只要按下一个按钮，储水罐就会释放出水。这将使SARS-CoV-2传感器的冻干部件产生水分，该传感器可以分析口罩内部积累的呼吸液滴，并在90分钟内产生结果。该测试与高灵敏度PCR测试一样敏感，同时与用于快速分析Covid-19的抗原检测一样快。 在这项研究中开发的原型口罩面具内部有传感器来检测用户的状态，还有放置在衣服外面的传感器，可以用来检测暴露在环境中的情况。研究人员还可以将传感器替换为其他病原体，包括流感、埃博拉和寨卡病毒，或者开发用于检测有机磷神经毒剂的传感器。 通过这些演示，专家基本上缩小了最先进的分子测试设施的功能，使其能够兼容各种应用的可穿戴场景。目前，研究人员已经为这项技术申请了专利。 来源：https://tieba.baidu.com/p/7428853216 免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！ |
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