home נשק CBRNE דארפ"א – חיישנים בפיתוח יאתרו איומים ביולוגיים

דארפ"א – חיישנים בפיתוח יאתרו איומים ביולוגיים

040117-N-0331L-023 Arabian Sea (Jan. 17, 2004) -- Nuclear, Biological, and Chemical (NBC) disposal technicians from the 1st Marines 1st Battalion prepare to search the Military Sealift Command (MSC) combat stores ship USNS Saturn (T-AFS 10). The NBC team was looking for mock Weapons of Mass Destruction (WMD) during a mock non-compliant boarding as part of exercise Sea Saber 2004. The 5th Proliferation Security Initiative (PSI) exercise of its kind, Sea Saber focuses on the interdiction of a maritime shipment of weapons of mass destruction and related equipment and materials on the high seas. U.S. Navy photo by Photographer's Mate 2nd Class Jeffrey Lehrberg. (RELEASED)

This post is also available in: English (אנגלית)

היכולת לאתר במהירות איומים ביולוגיים תלויה לעיתים קרובות במומחיות ובציוד שקשה להעביר ממקום למקום ולוקח זמן ליישם אותם. שיתוף פעולה חדש בין המחלקה לביטחון המולדת בארה"ב, ה-DHS, וחוקרים מאוניברסיטת Iowa State מיועד לפיתוח פלטפורמת חיישנים נישאת' שתוכל לאתר מספר רב של איומים ביולוגיים, כמו נגיף הקורונה וחומרים רעילים שונים.

ניתן יהיה לפרוס חיישנים אלה בבנייני ממשל, שדות תעופה ובכל מקום אחר שנמצא בסיכון לחשיפה לאיום ביולוגי, כדי לסייע באיתור מהיר של הסכנות וחיסולן.

“עד היום הסתכלנו על איתור נגיפים מדבקים באנשים שנדבקו. כעת יש הזדמנות לפתח אמצעי לאיתור נגיפים ואיומים ביולוגיים אחרים באוויר. במילים אחרות, נוכל לזהות במהירות נוכחות של איום ביולוגי בסביבה ולהגן על אנשים מפני חשיפה", כך טוענת מריט נילסן-המילטון, מרצה במחלקה לביופיזיקה, ביוכימיה וביולוגיה מולקולרית באוניברסיטה והחוקרת הראשית בפרויקט.

במהלך הפרויקט שייארך חמש שנים בעלות של $2.5 מיליון, הצוות מציע לפתח מכשיר בגודל של קופסת נעלים, שמסוגל לדגום את האוויר עבור מגוון של איומים ביולוגיים, כולל נגיפי האבולה, קורונה ורעלנים שונים.

הטכנולוגיה תכלול מכשיר איסוף מיקרופלואידי שיאסוף דגימות אוויר, ומערך של חיישנים שיאתרו ויזהו את האיומים הביולוגיים. המכשיר יעביר חלקיקים, אשר מוצו מדגימות האוויר לזרם נוזלי לצורך ריכוז החלקיקים. הזרם עובר דרך ממברנת תחמוצת אלומיניום, שמכילה אפטאמרים (aptamers) – חומצות גרעין שמתנהגות כמו נוגדנים במערכת החיסון האנושית.

חלקיקי האיום הביולוגי נקשרים לאפטאמרים, מה שגורם לאות חשמלי שהחיישנים יכולים לאתר. הצוות יבחר אפטאמרים שמסוגלים להיקשר לחלבונים של איומים ביולוגיים שונים. המעבדה בודדה ואיפיינה שמונה אפטאמרים מתוך מיליונים, ואחד האתגרים יהיה למצוא את האפטאמרים הטובים ביותר עבור כל איום.

חלק מהקושי נובע מהמגוון הרחב של איומים ביולוגיים שהמכשיר מיועד לאתר. עליו ללכוד ולזהות באופן אמין מגוון חלקיקים במימדים משתנים, החל מכאלה בקנה מידה של ננומטר לכאלה הנמדדים במיקרומטר, יחידת מדידה גדולה פי 1000.

ההבדל אולי נראה זניח בנסיבות אחרות, אבל ברמה המיקרוסקופית בה עובדים החוקרים, מדובר בשונות משמעותית שאיתה תצטרך להתמודד טכנולוגיה אחת. לפי news.iastate.edu, המדענים שוקלים דרכים ללכוד מגוון רחב של איומים ביולוגיים המרוססים באוויר.