התפרצויות אחרונות של שפעת העופות הפתוגנית ביותר (המכונה גם שפעת ציפורים) יצרו צורך בשיטות גילוי מהירות ורגישות כדי להקל על התפשטותו. עכשיו, חוקרים ב חיישני ACS פיתחו חיישן אב -טיפוס המגלה סוג של נגיף שפעת הגורם לשפעת ציפורים (H5N1) בדגימות אוויר. חיישן כף היד בעלות נמוכה מגלה את הנגיף ברמות מתחת למינון זיהומי ויכול להוביל לבדיקת אירוסול מהירה של שפעת העופות המוטסת.
שפעת ציפורים יכולה להתפשט במהירות כאשר טיפות נשימה זיהומיות נשאפות על ידי ציפורים ובעלי חיים אחרים, והמוטציות התכופות של הנגיף הופכות את ההעברה המוטסת לבני אדם לדאגה. שיטות נוכחיות לאיתור נגיפי H5N1 דורשים לעתים קרובות הכנת מדגם נרחבת במעבדה, כגון בדיקות מבוססות שרשרת פולימראז (PCR). לפיכך, חיישן המגלה במהירות את החלקיקים הנגיפיים הנישאים באוויר ללא הכנת מדגם יכול לזהות העברה לפני שמתרחשת התפרצות. פיתרון אחד יכול להיות חיישן הביו -קיבול האלקטרוכימי (ECB), ששימש לאיתור נגיפים אחרים הנישאים באוויר. בעבר, צוות מחקר בראשות ראג'אן צ'אקרברטי יצר חיישן ביולוגי אלקטרוכימי כדי לאתר חלקיקי SARS-COV-2 בנשימה. הפעם הצוות השתמש בטכנולוגיית ECB כדי לאתר ולמדוד רמות של נגיפי H5N1 באוויר במקום.
ה- ECB החדש מורכב מרשת דקה של ננו-גבישים כחולים פרוסיים וענפי תחמוצת גרפן על אלקטרודה פחמן מודפסת מסך. כדי להפוך את החיישן לאתר נגיפי H5N1, החוקרים צירפו בדיקות (Aptamers או נוגדנים) רגישים לפתוגנים אלה לרשת. הם זיווגו את החיישן עם דגימת אוויר שנבנתה בהתאמה אישית שמושכת טיפות מהאוויר ויוצרת דגימה נוזלית. כאשר הוחלו דגימות נוזליות המכילות נגיפי H5N1 על החיישן, החלקיקים הנגיפיים הקשורים לבדיקות ושינו את קיבול החיישן. על ידי מדידת השינוי הכולל בקיבול, החוקרים יכלו למדוד את רמות ה- H5N1 במדגם הנוזל.
בהפגנות עם דגימות אירוסוליות המכילות כמויות ידועות של נגיפי H5N1 שלא היו מופעלים, ה- ECB הניב תוצאות תוך 5 דקות. רמת הגילוי של החיישן לשפעת העופות הייתה 93 עותקים ויראליים ל -35 רגל מעוקב (מטר קוב) אוויר, רמה שלדברי החוקרים צריכה להיות "רגישה מספיק כדי לאתר את נוכחותה של H5N1 מתחת למינון הזיהומי של הנגיף." הדיוק הכללי של החיישן היה מעל 90% בהשוואה למדידות מבדיקת PCR דיגיטלית, השיטה המסורתית. Chakrabarty והצוות אומרים כי חיישן שפעת הציפורים החדש מראה הבטחה לניטור אוויר לא פולשני בזמן אמת עבור אוכלוסיות בעלי חיים ואנושיות כאחד.
הכותבים מכירים במימון ממעבדת שפעת.
