Sensor verraadt zieke passagiers

Vliegtuigen worden straks uitgerust met een virusdetector die aan één virusdeeltje genoeg heeft.

Vliegtuigen zijn ideale verspreiders van besmettelijke ziekten. Enkele tientallen mensen zitten er dicht opeengepakt en ademen gedurende enkele uren dezelfde ‘frisse’ lucht in. Er hoeft maar één zieke aan boord te zijn, en aan het eind van de vlucht is iedereen besmet – en gaat iedereen daarna zijns weegs, om de ziekte elders verder te verspreiden.

Sinds de uitbraak van SARS zes jaar geleden (geen griep, maar een gevaarlijke variant van het Coronavirus, dat normaliter onschuldige verkoudheden veroorzaakt) wil de Amerikaanse overheid maatregelen nemen om het vliegtuig gezonder te maken. SARS, afkomstig uit Centraal-China, schudde autoriteiten wereldwijd wakker voor de epidemiologische gevaren van vliegverkeer. Het virus bereikte de westerse wereld via een vlucht van Hongkong naar Peking, waarna de besmette passagiers weer verder vlogen. Het virus verspreidde zich zo letterlijk vliegensvlug over achttien landen, en veroorzaakte 750 dodelijke slachtoffers. De economische schade in Azië, veroorzaakt door SARS, liep op tot elf miljard dollar. En dergelijke kostenposten wil de regering van de Verenigde Staten voorkomen, door mogelijke virussen die de VS vanuit het buitenland dreigen binnen te vliegen, in een zo vroeg mogelijk stadium te detecteren. De recente uitbraak van Mexicaanse griep heeft die behoefte uiteraard alleen maar versterkt.

Alarm bij één virusdeeltje

Zo vroeg mogelijk detecteren, dat betekent dat er volautomatische systemen moeten komen die bij voorkeur bij één enkel virusdeeltje al alarm slaan en de verspreider-in-spe ook direct kunnen aanwijzen. De beroemde MITRE Corporation, een onderzoeksinstituut waar geen enkel idee te vergezocht is, heeft de opdracht gekregen een dergelijke supergevoelige virusdeeltjesdetector te ontwikkelen.

‘De meeste commerciële biosensoren hebben zo’n tien miljoen virusdeeltjes nodig voordat ze in staat zijn de gebruiker te waarschuwen,’ vertelt Grace Hwang, leider van het onderzoek en biosensorexpert bij MITRE in het maandblad Technology Review. ‘En de diagnose duurt meestal een paar uur.’ Beide eigenschappen zijn natuurlijk onhandig bij gebruik in een vliegtuig, waar je de verspreider van een virus zo snel mogelijk wilt detecteren, terwijl de gemiddelde vlucht niet langer dan ongeveer een uur duurt. Hwang en zijn medewerkers werken daarom aan een biosensor die in staat is één enkel virusdeeltje te ‘zien’, gebaseerd op een biosensor die in het laboratorium al goed functioneert. Deze bestaat uit een ondergrond met daarop een uiterst dun goudfilmpje, voorzien van nanogaatjes. In die gaatjes, niet veel groter dan de virusdeeltjes, zit een speciaal voor dit doel geschapen eiwitmolecule opgeborgen dat een lichtdeeltje afgeeft wanneer het met een virusdeeltje in contact komt. Een ander type virus kan desgewenst een ander type foton opleveren. Uiterst gevoelige camera’s zijn in staat om deze enkele fotonen te registreren.

Om hun detector te vervolmaken, heeft MITRE ook computersimulaties verricht die inzicht moeten geven in de verspreiding van virusdeeltjes in een Boeing 767, met aan boord zeven digitale, extreem zieke ‘super spreaders’ die vijftig keer per uur moesten niezen of kuchen. Daarbij bleek dat de opgehoeste of uitgeblazen virusdeeltjes vooral in het gangpad blijven hangen (‘when booking a trip, take a window seat’, concludeert medewerker Michael Harkin). Het virus verspreidde zich ook niet echt in de lengte van het toestel, maar veel meer in de breedte: naar de passagiers links en rechts van de zieke. De conclusie luidde dat de detectoren in het plafond moesten komen, om de vier rijen.

Eén vraag blijft voorlopig onbeantwoord: waar laat de bemanning een passagier die door de biosensor wordt ‘verraden’? Komt er straks een luchtdicht ‘ziekenhok’ in elk Amerikaans vliegtuig?

Bron