Khẩu trang có thể phát hiện COVID-19 và các loại vi rút khác trong không khí

Loại khẩu trang này có thể phát hiện vi rút ngay cả ở nồng độ cực thấp trong chất lỏng hoặc khí. Nó được coi là một hệ thống cảnh báo sớm có thể giúp ngăn chặn sự bùng phát của một số bệnh truyền nhiễm. 

Khẩu trang được kết nối với các thiết bị điện tử và các tín hiệu của nó có thể được xử lý trong thời gian thực, đưa ra cảnh báo nhanh chóng nếu phát hiện có sự tồn tại của vi rút.

"Những nghiên cứu trước đây cho thấy đeo khẩu trang có thể làm giảm nguy cơ lây lan và mắc bệnh. Vì vậy, chúng tôi muốn tạo ra một chiếc mặt nạ có thể phát hiện sự hiện diện của vi rút trong không khí và cảnh báo cho người đeo", Yin Fang, nhà khoa học vật liệu tại Đại học Đồng Tế Thượng Hải (Trung Quốc), đồng thời là tác giả của nghiên cứu cho biết.

Ông Yin Fang nói rằng loại khẩu trang này sẽ hoạt động đặc biệt tốt trong những không gian kín, nơi được coi là có nguy cơ lây truyền vi rút cao. Nó có thể phát hiện các vi rút đường hô hấp phổ biến trong không khí ở dạng giọt đọng hoặc giọt bắn, đây cũng chính con đường lây lan các bệnh như COVID-19 hoặc H1N1 (còn gọi là cúm lợn) khi người bị nhiễm bệnh nói chuyện, ho hoặc hắt hơi. Những loại vi rút này có thể tồn tại lơ lửng trong không khí một thời gian.

Fang nói: "Loại khẩu trang mới này có thể hoạt động tốt trong không gian có hệ thống thông gió kém, chẳng hạn như thang máy hoặc phòng kín, nơi có nguy cơ nhiễm bệnh cao". 

Các nhà khoa học đã thiết kế một cảm biến nhỏ với aptamers - một loại phân tử tổng hợp có thể xác định các protein độc nhất của mầm bệnh giống như kháng thể. Họ đã sử dụng 3 loại aptamers, có thể nhận biết các protein bề mặt của vi rút SARS-CoV-2, H5N1 và H1N1.

Một chất bán dẫn trên cảm biến của khẩu trang được kích hoạt sau khi các aptamer liên kết với những protein mục tiêu, gửi cảnh báo đến điện thoại của người đeo khẩu trang trong vòng 10 phút.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm loại khẩu trang này trong một phòng kín, phun protein bề mặt của vi rút chỉ chứa một lượng vi rút ở mức độ vi lượng lên khẩu trang.

Cảm biến đã phát hiện các mẫu có ít nhất 0,3 microlit chất lỏng có chứa protein bề mặt của vi rút. Ông Fang cho biết con số này nhỏ hơn từ 70 - 560 lần so với thể tích chất lỏng tạo ra trong một lần hắt hơi và ít hơn nhiều so với thể tích được tạo ra khi ho hoặc nói.

Ông nói thêm rằng nếu một loại vi rút đường hô hấp mới xuất hiện, khẩu trang có thể dễ dàng được cập nhật để phát hiện chúng.

"Các bác sĩ chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của họ trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh nhưng với dữ liệu phong phú hơn được thu thập bởi các thiết bị này, việc chẩn đoán và điều trị bệnh có thể trở nên chính xác hơn", ông Fang nói.