磁気浮上を利用したシステムにより、浮遊ウイルスの早期発見が可能

2023 年 8 月 4 日

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ミシガン州立大学マット・ダベンポート著

ミシガン州立大学とブリティッシュコロンビア大学の研究者は、高速鉄道を可能にするのと同じ技術を使用して、浮遊ウイルスを迅速かつ安価に検出できるシステムを発明しました。

研究チームは、磁気浮上として知られる技術を使用すれば、空気中からウイルスを簡単に収集、濃縮して、将来の呼吸器疾患の発生を防ぐことができることを示した。 研究者らは自分たちの研究結果を雑誌「ACS Nano」に発表した。

「ウイルスのリアルタイム管理とリアルタイム予測を導入することは非常に重要です」と、MSU の放射線科およびプレシジョン ヘルス プログラムの准教授、モルテザ マフムーディ氏は述べています。 「私たちが開発したのは、私たちや他の関係者が、私たちが呼吸する空気中のさまざまな種類のウイルスについて、より多くの情報を得るのに役立つシステムです。」

「これは、パンデミックが起こる前に環境が汚染されていることを特定するのに役立つ可能性がある」とUBCオカナガンキャンパスの研究チームを率いた工学助教授セピデ・パクプール氏は語った。

このチームの新しい技術は、早期警告システムとして機能するだけでなく、保健当局や疫学者が公共の場でのウイルスへの曝露をより適切に追跡および追跡するのにも役立つ可能性がある。

パックプール氏とマフムーディ氏は、ウォルシュ財団と新フロンティア研究基金の支援を受けて、2018年に呼吸器ウイルスに磁気浮上（リニアモーターカー）を応用するこのプロジェクトを初めて開始した。 下気道感染症のほぼ半数は、屋内にいるときに人々が吸い込むウイルスによって引き起こされる、と研究者らは報告書に書いている。

しかし、コロナウイルスのパンデミックが始まり、それが空気感染ウイルスによって引き起こされたことを知ったとき、彼らは努力を倍加する必要があることを知りました。 研究チームは、概念実証レポートで、H1N1インフルエンザとバクテリオファージMS2として知られる細菌に感染するウイルスとともに、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の原因となるコロナウイルスの不活性化バージョンを使用した。

このシステムはまず空気サンプルを収集し、次にそのサンプルを流体に注入し、そこでリニアモーターカーがウイルスを他の粒子から分離します。 分離および精製されたウイルス内容物は、数分以内に同定するために他の標準的な分析技術に渡されます。 このアプローチは非常に簡単なので、専門家でなくても診療所や空港などさまざまな環境で利用できると研究者らは述べた。

チームはテクノロジーの商用化に向けた第一歩を踏み出しつつ、同時に改良にも取り組んでいます。

下流の技術ではサンプル中にどのウイルスが含まれているかを特定できますが、チームの将来の目標の 1 つは、磁気浮上式ステップを改良して、異なるウイルスを独自に区別できるようにすることです。 研究者らはまた、技術の感度を高め、空気中の低濃度のウイルスを検出することにも取り組んでいる。

それでも、チームは初期の研究で何が達成できたのか、そしてそれによって他の研究者が何ができるようになるのかに興奮している。

「病気の検出やウイルスの浄化にリニアモーターカーを利用するのは全く新しいことであり、さまざまな分野で応用が広がる可能性がある」とマフムーディ氏は語った。 「これは分析生化学に根本的に新しい方向性を切り開きます。」

磁気浮上は、その名前が示すように、磁石を使用して重力の下向きの引力に対抗します。 リニアモーターカーは線路の上に浮かび、接触摩擦の影響を受けずに時速 200 マイル以上の速度を達成できます。 リニアモーターカーは何十年も前から存在していますが、生物学における磁気浮上の利用は最近のことです。