Integrated Microfluidic Air Sampler and Biosensor for Rapid and Sensitive Detection of Viable Viruses in Air 

تعد الفاشیات الفیروسیة مثل السارس - CoV - من بین أخطر التھدیدات للأمراض المعدیة للبشر مع آثار مدمرة على 2 المجتمع والاقتصاد. ھناك حاجة لیس فقط لاكتشاف الفیروسات في سوائل الجسم للتشخیص ،ولكن أیضًا لاكتشافھا في الھواء للوقایة من تفشي الأوبئة والأوبئة. وینبغي نقل ھذه التكنولوجیا إلى الأماكن العامة لرصد وجود وتركیز الفیروسات القابلة للنقل جوا.ً تعاني التقنیات المحمولة الحالیة من أوجه قصور مثل التكلفة العالیة ، والحاجة إلى المعدات المتخصصة ، والتشغیل المعقد أو أنھا غیر حساسة وغیر محددة للكشف عن فیروسات قابلة للحیاة في الموقع الھدف العام من ھذا المشروع ھو تطویر تقنیة محمولة ومنخفضة التكلفة ، تعتمد على الموائع الدقیقة ، لأخذ عینات مستمرة من الھواء ، واستخراج الفیروسات والكشف المحدد عن الفیروسات القابلة للحیاة في بیئات الھواء الداخلیة والخارجیة. لتحقیق ھذا الھدف ، سیتم إجراء بحث منھجي متابعة أربعة أھداف في عام واحد. سیكون لدینا الإصدار الأول من جھاز أخذ عینات الھواء (الھدف 1) وجھاز الاستشعار البیولوجي (الھدف 2) الذي تم إعادة تعیینه واختباره في 3 أشھر في كندا ، ثم سنواصل تحسین أداء الإعداد 6, سیكون لدینا اجتماعات عبر - المتكامل وتعزیز حساسیته وحدود الكشف لمدة 6 أشھر (الھدف 3). خلال الأشھر 3 الإنترنت وتدریب للفریق في الكویت لإبقائھم على اطلاع على تصمیم النظام وتشغیله وتحسینه. في الشھر العاشر ، سنقوم بشحن أنظمة إلى الكویت وتقدیم ورشة عمل لمدة أسبوع واحد لتدریب المستخدمین النھائیین على تصنیع واختبار واستكشاف أخطاء إعداد دراسات التطبیق في الكویت وإصلاحھا (الھدف 4). سیتم تطبیق الإعداد من قبل شركاء الكویت للكشف عن سیؤدي البحث المقترح إلى اكتشافات علمیة ، ونموذج أولي لجھاز الاستشعار البیولوجي .الفیروسات المختلفة المحمولة جوا.، وتدریب الطلاب ، والشراكة مع مؤسسات الصحة والسلامة والمسؤولین في الكویت لمراقبة الفیروسات المحمولة جوا.

Viral outbreaks such as SARS-CoV-2 are among the most serious infectious disease threats to humans with devastating impacts on the society and economy. There is a need not only to detect viruses in the body fluids for diagnosis, but also to detect them in air for prevention of outbreaks and pandemics. Such technology should be taken to public places to monitor the presence and concentration of viable airborne viruses. Current portable technologies suffer from deficiencies such as high cost, specialized equipment need, and complex operation or being insensitive and not specific for viable virus detection on-site. The overall goal of this project is to develop a portable and low-cost technology, based on microfluidics, for continuous air sampling, virus extraction and specific detection of viable viruses in indoor and outdoor air environments. To achieve this goal, a systematic research pursuing four objectives will be conducted in one year. We will have the first version of an air sampler (Obj. 1) and a biosensor (Obj. 2) repurposed and tested in 3 months in Canada, then we will continue optimizing the performance of the integrated setup and enhancing its sensitivity and limit of detection for 6 months (Obj. 3). During months 3-6, we will have online meetings and training for the team in Kuwait to keep them up to date with the system design, operation and optimization. In month 10, we will ship systems to Kuwait and deliver a 1-week workshop to train the end users for fabricating, testing and troubleshooting the setup for application studies in Kuwait (Obj. 4). The setup will be applied by the Kuwait partners for detecting various airborne viruses. The proposed research will lead to scientific discoveries, a biosensor prototype, training of students, and partnership with health and safety institutions and officials in Kuwait for airborne virus monitoring.