Gli scienziati hanno dimostrato di poter rilevare nell’aria il virus SARS-CoV-2 che causa la malattia Covid-19 utilizzando una bolla confezionata con la nanotecnologia, quando incontra il virus si rompe come una pignatta per spargere il suo contenuto chimico.
Il cuore della nanotecnologia è una micella, struttura molecolare composta da oli, grassi e talvolta acqua con uno spazio interno che può essere riempito con aria o un’altra sostanza. Le micelle sono spesso utilizzate nell’organismo per veicolare farmaci antitumorali, sono un elemento fondamentale di saponi e detergenti.
Il team di scienziati del Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento dell’Energia ha pubblicato lo studio nella rivista MRS Communications, ha creato un nuovo tipo di micella, stampata sulla superficie con copie di una particella impressa per il virus SARS-CoV-2. Ha riempito le micelle con un sale in grado di creare un segnale elettronico che è inattivo quando è racchiuso all’interno di una micella, ma quando una particella virale interagisce con uno dei recettori impressi sulla superficie, la micella si apre, facendo fuoriuscire il sale e inviando istantaneamente un segnale elettronico.
Il sistema agisce come una lente di ingrandimento del segnale, traducendo la presenza di una particella virale in 10 miliardi di molecole che insieme creano un segnale rilevabile.
Gli sviluppatori hanno affermato che il rilevatore presenta dei vantaggi rispetto alle tecnologie attuali: produce velocemente un segnale, richiede un livello più basso di particelle virali, produce meno errori.
Lance Hubbard scienziato del Pacific Northwest National Laboratory specialista in nanotecnologie, ha condotto lo studio insieme a Samuel Morrison, ha dichiarato:
«C’è bisogno di questo tipo di sistema di rilevamento a basso costo, prima che i pazienti siano stati completamente valutati, ovunque sia necessario sapere immediatamente che il virus è presente. Il dispositivo potrebbe essere implementato nelle scuole, negli ospedali o nei pronto soccorso».
La tecnologia di queste micelle è il prodotto di una laboriosa concatenazione di 279 fasi chimiche separate, sviluppata da Samuel Morrison insieme a Lance Hubbard, e ad altri scienziati del Pacific Northwest National Laboratory.
Rilevamento di particella virale Covid-19 tra miliardi di altre particelle
Il team di scienziati stima che la tecnologia sia in grado di individuare una particella virale tra miliardi di altre particelle, hanno detto che il rilevatore è così sensibile che è stato difficile identificare il limite inferiore.
Il team di scienziati per il test ha utilizzato sia particelle virali inattivate di SARS-CoV-2 sia la proteina spike del virus. La tecnologia mentre rileva il virus entro un millisecondo, il dispositivo impiega un minuto in più per eseguire un software di controllo della qualità per confermare il segnale ed evitare falsi allarmi.
Le micelle possono essere delicate, come una bolla di sapone che esce dalla bacchetta di un bambino, ma, in determinate circostanze, gli scienziati possono creare micelle più resistenti che rilasciano il loro contenuto al momento e nel posto giusto: per esempio, queste micelle si aprono quando è rilevata una particella virale.
La micella del Pacific Northwest National Laboratory è a doppio strato, con una micella rivestita di polimero all’interno dell’altra e l’intera struttura immersa nell’acqua. Ogni micella è larga circa 5 micron, sulla superficie esterna sono impresse diverse particelle fatte di silice, larghe circa 500 nanometri. Ogni impronta è un’opportunità per una particella virale che causa il Covid-19 di legarsi, provocando l’apertura della micella a doppio strato.
Lance Hubbard ha affermato:
«Combinare le micelle con una tecnologia per imprimerle o stamparle non è qualcosa che molti hanno fatto prima. L’imprinting di una molecola con la nostra molecola di interesse inserisce una vulnerabilità nella micella, in questo caso è ciò che vogliamo».
Samuel Morrison scienziato, ex marine, ha iniziato questo percorso sperando di sviluppare un nuovo metodo per aiutare i soldati a rilevare rapidamente gli esplosivi in combattimento. Si è messo in contatto con Lance Hubbard, un esperto di nanosintesi. Il progetto quando è arrivata la pandemia, si è concentrato sulla SARS-CoV-2. Altri possibili usi di questa tecnologia sono il rilevamento del Fentanyl e delle tossine ambientali.
