Investigadores de la Universidad de Sheffield y la empresa de Yorkshire Paraytec han desarrollado una prueba de COVID-19 más precisa, eficiente y de bajo costo.

La nueva prueba detecta partículas virales intactas y da un resultado preciso en cinco minutos. Es lo suficientemente sensible como para detectar tan solo 1.000 partículas de virus en una muestra de paciente; el paciente promedio de COVID-19 tiene alrededor de un millón de partículas de virus en el punto álgido de la infección.

También mejoraría la detección del cáncer

Lo que distingue a esta prueba de la tecnología ya disponible como la PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y las pruebas de flujo lateral es su velocidad y el hecho de que detecta partículas virales intactas.

La prueba funciona mediante el uso de un tinte fluorescente que se dirige a las proteínas presentes en el virus, la muestra luego viaja frente a una ventana de visualización que detecta la luz fluorescente y convierte el resultado en un resultado fácil de entender. La pantalla mostrará el resultado, verde para negativo y rojo para positivo, que el usuario puede escanear a través de un código QR para registrar su resultado. El nuevo método ha sido probado con muestras clínicas de Sheffield Teaching Hospitals

La ciencia detrás de la prueba significa que se puede aplicar a una variedad de condiciones patológicas que incluyen enfermedades infecciosas. La investigación futura analizará cómo esta tecnología de prueba podría usarse en otras aplicaciones, como mejorar la detección del cáncer de vejiga.

Las escamas de pintura son una forma abundante de microplástico que no debe pasarse por alto, particularmente porque algunos pueden tener propiedades tóxicas. A través de una serie de estudios realizados en todo el Océano Atlántico Norte, investigadores han analizado que cada metro cúbico de agua de mar contenía un promedio de 0,01 escamas de pintura.

El estudio, publicado en Science of the Total Environment, fue realizado por científicos de la Universidad de Plymouth y la Asociación de Biología Marina (MBA).

Microplásticos

Las escamas de pintura, así, ocuparía el segundo lugar en términos de abundancia registrada después de las fibras microplásticas, que tienen una concentración estimada de alrededor de 0,16 partículas por metro cúbico.

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Un análisis químico detallado de algunas de las escamas, realizado en algunas de las partículas recolectadas durante los estudios, también reveló altas cantidades de cobre, plomo, hierro y otros elementos. Ello se debe a que están diseñados para tener propiedades antiincrustantes o anticorrosivas.

Según explica Andrew Turner, profesor asociado de ciencias ambientales en la Universidad de Plymouth, y autor principal del estudio actual:

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Las partículas de pintura a menudo han sido un componente pasado por alto de los microplásticos marinos, pero este estudio muestra que son relativamente abundantes en el océano. La presencia de metales tóxicos como el plomo y el cobre presenta riesgos adicionales para la vida silvestre.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) posiblemente sea la máquina más grande, sofisticada y cara de la historia de la humanidad, a la vez que ha requerido la mayor inversión de innovaciones y colaboración entre distintos tipos de científicos de todos los países del mundo.

No en vano, este gigantesco túnel circular de 100 metros de altura discurre bajo tierra en 27 kilómetros, cerca de Ginebra, y al ponerse en funcionamiento logra ser el punto más caliente de nuestra galaxia, el lugar más vacío del Sistema Solar y la nevera más grande del planeta. Todo a la vez.

El Big Bang y Higgs

Este monstruo tiene una masa de 38.000 toneladas, contiene 9.300 imanes cuyo peso total supera al de la Torre Eiffel (uno de ellos, el Barril toroidal, es de hecho el superconductor más grande del mundo y desarrolla la misma potencia que 10.000 coches circulando a 70 kilómetros por hora).

Uno de sus propósitos principales pasa por el de acelerar partículas cargadas hasta velocidades que alcanzan el 99,9 % de la velocidad de la luz. Entonces las partículas chocan entre sí con una fuerza que recrea las condiciones, a pequeña escala, que existían un microsegundo después del Big Bang, el inicio del universo.

Gracias a esta máquina, el 4 de julio de 2012 se atisbó la existencia del bosón de Higgs, una partícula que nos permitirá comprender mejor el origen de la masa de las partículas subatómicas. Una partícula que, a raíz de la publicación del libro de divulgación científica La partícula de Dios: si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?, de Leon Lederman, la cultura popular ha empezado a llamar «la partícula de Dios».

Por muy poco, el LHC se habría convertido en una máquina pequeña si llega a concluirse el supercolisionador de Texas, que se abandonó poco después de iniciarse su construcción en 1991. Al parecer resultaba demasiado caro. De existir finalmente, habría tenido un tamaño tres veces más grande que el LHC, con un anillo de aceleración de 87 kilómetros de longitud. El único vestigio de aquel proyecto megalómano es un agujero en el suelo de 23 kilómetros, probablemente el más caro de la historia de la humanidad.

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Los neutrinos ligeros

En 1989, el LHC sacó a la luz partículas elementales que pueden no tener carga o tener muy poca y ninguna masa, por lo que raramente interactúan con otras partículas, de ahí que a veces sean conocidas como “partículas fantasmas”.

Petaquarks

El 19 de noviembre de 2014, el experimento LHCb anunció el descubrimiento de dos nuevas partículas subatómicas pesadas, Ξ ' - b y Ξ ∗ - b . Ambos son bariones que se componen de tres quarks: un bottom, un down y un strange.

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El 2015, el LHC también protagonizó el hallazgo de un nuevo tipo de partícula, los petaquarks, formada por cinco quarks demuestra que estos constituyentes elementales pueden organizarse de un modo nunca antes visto.

En diciembre de 2016, el detector ATLAS permitió presentar una medición de la masa del bosón W investigando la precisión de los análisis realizados en el Tevatron. El hallazgo, esperado desde hace tiempo (su existencia había sido predicha hace más de cincuenta años), aporta valiosa información sobre las distintas maneras en que puede organizarse la materia.

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El LHC, a pesar de su enorme coste, nos ha permitido escudriñar mejor la materia que lo forma todo. Sin embargo, aún queda mucho por esclarecer, y probablemente el LHC continuará protagonizando muchos nuevos hallazgos por mucho tiempo.

Usar dos cubiertas faciales puede casi duplicar la efectividad de filtrar partículas del tamaño del SARS-CoV-2, evitando que lleguen a la nariz y la boca del usuario y causen COVID-19.

La razón de la filtración mejorada no es tanto la adición de capas de tela, sino la eliminación de cualquier espacio o áreas que no se ajusten bien a la máscara, según un nuevo estudio publicado en JAMA Internal Medicine.

Filtración ajustada

Para probar la eficiencia de filtración ajustada de una gama amplia de mascarillas, los investigadores llenaron una cámara de exposición de acero inoxidable con pequeños aerosoles de partículas de sal, e hicieron que los investigadores se pusieran combinaciones de mascarillas para probar qué tan efectivos eran para mantener las partículas fuera de su espacio para respirar.

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Cada mascarilla individual o combinación de mascarillas en capas se equipó con un puerto de muestra de metal, que se conectó a un tubo en la cámara de exposición que midió la concentración de partículas que ingresaban al espacio respiratorio debajo de la mascarilla del investigador.

Un segundo tubo midió la concentración ambiental de partículas en la cámara. Al medir la concentración de partículas en el espacio para respirar debajo de la máscara en comparación con la de la cámara, los investigadores determinaron la eficiencia de la filtración.

También hicieron que los investigadores en la cámara se sometieran a una serie de actividades de rango de movimiento para simular los movimientos típicos que una persona puede hacer a lo largo del día: inclinarse por la cintura, hablar y mirar de izquierda a derecha, de arriba a abajo, etc.

Según sus hallazgos, la eficiencia de filtración ajustada de base de una mascarilla difiere de persona a persona, debido al ajuste único de la cara y la máscara de cada persona. Pero en general, una mascarilla sin alterar el ajuste es aproximadamente un 40-60% efectiva para mantener afuera las partículas del tamaño de COVID-19. Una mascarilla de tela tiene aproximadamente un 40% de efectividad. La duplicación de mascarillas faciales muestran que cuando se coloca una mascarilla de tela sobre una mascarilla quirúrgica, la filtración mejoró en aproximadamente un 20% y mejoró aún más con una mascarilla de manga ajustada. Cuando se colocan en capas sobre las mascarillas, las mascarillas de tela mejoran el ajuste al eliminar los espacios y mantener la mascarilla más cerca de la cara, cubriendo constantemente la nariz y la boca, mejorando un 16%.

Desde la pandemia mundial de COVID-19 hasta los incendios forestales que arrasan la costa oeste de Estados Unidos, de un tiempo a esta parte estamos siendo amenazados por pequeñísimas partículas. Partículas microscópicas como los virus o el humo. Para hacernos una idea de su tamaño, nada mejor que compararlas con moléculas diversas.

Hacia lo más pequeño

Si bien el coronavirus que causa COVID-19 es de tamaño relativamente pequeño, no es la partícula de virus más pequeña que existe. Tanto el virus del Zika como el bacteriófago T4, responsable de la E. coli, son aún más pequeños, aunque hasta la fecha no han cobrado tantas vidas como el COVID-19.

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No obstante, las partículas de coronavirus son más pequeñas que los glóbulos rojos o blancos. Hemos de tener en cuenta que una sola célula sanguínea sigue siendo virtualmente invisible a simple vista.

Mucho más arriba en la escala, tenemos cosas como el polen, la sal y la arena, que son significativamente más grandes que los virus o las bacterias. Debido a sus tamaños relativos más grandes, nuestro cuerpo generalmente puede bloquearlos: una partícula debe ser menor de 10 micrones antes de que pueda inhalarse en el tracto respiratorio.

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Debido a esto, el polen o la arena generalmente quedan atrapados en la nariz y la garganta antes de ingresar a nuestros pulmones. Sin embargo, las partículas más pequeñas pueden deslizarse más fácilmente.

La contaminación del aire es una de las principales causas de muerte en todo el mundo; en realidad, es más mortal que el tabaquismo, la malaria o el SIDA. Una de las principales fuentes de contaminación del aire son las partículas, que pueden contener polvo, suciedad, hollín y partículas de humo. Con un promedio de alrededor de 2.5 micrones, estas partículas a menudo pueden ingresar a los pulmones humanos.

Con solo una fracción del tamaño entre 0.4-0.7 micrones, el humo de los incendios forestales representa un peligro aún mayor para la salud. La investigación también ha relacionado la exposición a incendios forestales no solo con problemas respiratorios, sino también con problemas cardiovasculares y neurológicos.

A continuación, las medidas de menor a mayor:

• Virus del Zika: 45 nm
• Bacteriófago T4: 225 nm
• COVID-19 (SARS-CoV-2): 0,1-0,5 μm
• Bacteria: 1-3μm
• Partícula de polvo ligero: 1μm
• Partícula de polvo: PM2.5≤2.5μm
• Gotas respiratorias que contienen COVID-19 5-10μm
• Glóbulos rojos: 7-8μm
• Partícula de polvo: PM10≤10μm
• Grano de polen: 15μm
• Glóbulo blanco: 25μm
• Umbral de visibilidad (Límite de lo que puede ver el ojo humano): 10-40μm
• Grano de sal: 60μm
• Arena de playa fina: 90μm
• Cabello humano: 50-180μm

Según revela un estudio publicado en Nature, la transmisión de agentes infecciosos por el aire depende más de lo alto que hablemos que de las toses o estornudos. El efecto es independiente del idioma.

Los investigadores analizaron la transmisión en cuatro idiomas: inglés, español, mandarín y árabe.

Superpropagadores de habla

Las hipótesis sobre la transmisión de enfermedades infecciosas transmitidas por el aire tradicionalmente han enfatizado el papel de la tos y los estornudos, que son eventos espiratorios que producen gotas fácilmente visibles y grandes cantidades de partículas demasiado pequeñas para verlas a simple vista.

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No obstante, se sabe desde hace mucho tiempo que el habla normal también produce grandes cantidades de partículas que son demasiado pequeñas para verlas a simple vista, pero lo suficientemente grandes como para transportar una variedad de patógenos respiratorios transmisibles.

En el estudio citado se muestra, así, que la tasa de emisión de partículas durante el habla humana normal se correlaciona positivamente con el volumen (amplitud) de la vocalización, que varía de aproximadamente 1 a 50 partículas por segundo (0.06 a 3 partículas por cm3) para amplitudes bajas a altas, independientemente de el idioma hablado (inglés, español, mandarín o árabe). Al respirar, estás emitiendo partículas de tu saliva o del fluido respiratorio, de la tráquea y de los pulmones. Si hablas, emites 10 veces más. Si gritas o cantas, 50 veces más.

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Además, una pequeña fracción de individuos se comporta como 'superemisores del habla', liberando consistentemente un orden de magnitud más de partículas que sus semejantes.

Esto no solo puede explicarse por las estructuras fónicas ni por la amplitud del habla, así que los resultados también sugieren que otros factores fisiológicos desconocidos, que varían drásticamente entre individuos, podrían afectar la probabilidad de transmisión de enfermedades infecciosas respiratorias y también ayudarían a explicar la existencia de superpropagadores que son desproporcionadamente responsables de los brotes de enfermedades infecciosas transmitidas por el aire.

Una persona que vive durante décadas en un condado con altos niveles de partículas finas PM2.5 tiene un 15 por ciento más de probabilidad de morir por una infección de coronavirus que alguien en una región con una unidad menos de contaminación por partículas finas.

Es lo que afirma un nuevo estudio a nivel de Estados Unidos que ofrece el primer vínculo claro entre la exposición a la contaminación a largo plazo y las tasas de mortalidad de Covid-19.

PM2.5

Los contaminantes del aire extremadamente pequeños, conocidos como PM2.5, son partículas 25 veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, y son fruto de actividades como la quema de combustibles fósiles y la agricultura. La contaminación del aire mata a alrededor de 100 000 estadounidenses por año, y cobran más vidas que los accidentes automovilísticos y los homicidios combinados.

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El centro de muchas ciudades europeas también están siendo víctima de la contaminación de los aeropuertos

Y también propicia que los infectados por coronavirus tengan mayor probabilidad de morir, según los datos que ofrece el citado estudio.

Así, por ejemplo, el Distrito de Columbia es probable que tenga una tasa de mortalidad más alta que el condado adyacente de Montgomery. El condado de Cook, Illinois, que incluye Chicago, debería ser peor que el cercano condado de Lake, Illinois.

Este estudio de la Universidad de Harvard es el primero a nivel nacional que muestra este vínculo estadístico, que revela una 'gran superposición' entre las muertes de Covid-19 y otras enfermedades asociadas con la exposición a largo plazo a partículas finas.

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Este mapa muestra la contaminación del aire en tiempo real en todo el mundo

El estudio también revela que que si Manhattan hubiera reducido su nivel promedio de partículas en una sola unidad, o un microgramo por metro cúbico, en los últimos 20 años, el distrito probablemente habría visto 248 menos muertes de Covid-19 en el presente brote.

Por lo tanto, la investigación también podría tener implicaciones significativas sobre cómo los funcionarios de salud pública eligen asignar recursos como ventiladores y respiradores a medida que se propaga el coronavirus.

En un estudio publicado en Environment International por parte de investigadores del King's College de Londres se han medido, por primera vez, partículas ultrafinas (UFP) en ciudades europeas, detectándose emisiones de los aeropuertos.

Las ciudades analizadas fueron Barcelona, Helsinki, Londres y Zurich durante un período comprendido de 2007 y 2017. Londres tuvo la mayor concentración de UFP en comparación con otras ciudades.

UPF

Las mayores concentraciones de las partículas se midieron cuando el viento soplaba desde el aeropuerto en todas las ciudades, lo que sugiere que el aeropuerto es un importante foco de estas partículas. Los próximos pasos en esta investigación son evaluar los efectos de las diferentes fuentes de partículas ultrafinas sobre la mortalidad y los ingresos hospitalarios.

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Las emisiones de tráfico fueron las que más contribuyeron en las cuatro ciudades, desde el 71% al 94%. Según explica Gary Fuller, profesor titular de medición de la contaminación del aire:

Las ciudades de Europa tienen políticas para reducir las partículas en el aire del tráfico que también deberían reducir la exposición de las personas a partículas ultrafinas, pero las emisiones de los aviones no se están abordando de la misma manera.

Las partículas ultrafinas (UFP) son aquellas partículas más pequeñas que por definición tienen un diámetro por debajo de los 0,1 µm (es decir, inferior a los 100 nanómetros). Contrariamente a aquellas partículas definidas por diámetros mayores, como las PM2.5 y las PM10 (partículas con un diámetro inferior a 2,5 y 10 µm, respectivamente; Figura 1), las UFP no están reguladas y, por lo tanto, no existe un umbral que las administraciones deban cumplir. No obstante, hay varios estudios que sugieren que las UFP podrían afectar a la salud en un mayor grado que las PM2.5 y las PM10.

En los últimos años, las partículas microplásticas se han detectado repetidamente en agua de mar, agua potable e incluso en animales. Pero estas partículas diminutas también son transportadas por la atmósfera y posteriormente eliminadas del aire, especialmente por la nieve, e incluso en regiones tan remotas como el Ártico y los Alpes, tal y como sugiere un estudio publicado recientemente en la revista Science Advances.

Microplásticos en zonas remotas

Gracias al movimiento de las olas, y aún más a la radiación UV del sol, la basura se descompone gradualmente en fragmentos cada vez más pequeños, lo que se conoce como microplástico. Este microplástico se puede encontrar en sedimentos marinos, en agua de mar y en organismos marinos que lo ingieren inadvertidamente.

Hasta la fecha se ha realizado poca investigación sobre si, y si es así, en qué medida, las partículas microplásticas son transportadas por la atmósfera. Solo hay un puñado de trabajos disponibles de investigadores que pudieron confirmar la presencia de partículas en los Pirineos y cerca de los principales centros urbanos de Francia y China.

Este nuevo trabajo, sin embargo, ha descubierto que las partículas microplásticas aparentemente pueden ser transportadas a distancias extraordinarias por la atmósfera y luego son eliminadas del aire por precipitación, particularmente nieve. Los análisis se realizaron en muestras de nieve de Helgo-land, Bavaria, Bremen, los Alpes suizos y el Ártico, y confirman que la nieve en todos los sitios contenía altas concentraciones de microplásticos, incluso en zonas remotas del Ártico, en la tierra firme de Svalbard y en la nieve en témpanos de hielo a la deriva.

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Cada uno de nosotros ingiere entre 74.000 y 121.000 partículas de microplástico por año

Los tipos de plástico encontrados también variaron mucho entre los sitios analizados: en el Ártico, los investigadores encontraron principalmente caucho nitrílico, acrilatos y pintura, que se tienen una gran cantidad de aplicaciones. Dada su resistencia a varios tipos de combustible y su amplio rango de temperatura, el caucho de nitrilo se usa a menudo en juntas y mangueras.

Hasta la fecha, prácticamente no hay estudios que investiguen hasta qué punto los seres humanos están sujetos a la contaminación microplástica". Además, la mayoría de las investigaciones se han centrado en cómo los animales o los seres humanos absorben el microplástico de lo que comen. Como explica uno de los autores del estudio: "Pero una vez que hemos determinado que grandes cantidades de microplásticos también pueden ser transportados por el aire, naturalmente surge la pregunta de si y cuánto plástico estamos inhalando".

Tras analizarse 26 estudios previos que analizaron las cantidades de partículas microplásticas en peces, mariscos, azúcares agregados, sales, alcohol, agua del grifo o embotellada y aire, se ha estimado que el consumo microplástico estimado osciló entre 74.000 y 121.000 partículas por año, dependiendo de la edad y el sexo.

Microplásticos

Debido a que los investigadores consideraron que solo el 15% de la ingesta calórica de los estadounidenses, estos valores son probablemente subestimados. Además, las personas que beben solo agua embotellada podrían consumir 90.000 microplásticos adicionales por año en comparación con quienes solo beben agua del grifo.

Son las conclusiones extraídas de un reciente estudio llevado a cabo por Kieran Cox y sus colegas de la Universidad de British Columbia y que se publica en Environmental Science & Technology.

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Lavar la ropa produce un tercio de los microplásticos que lanzamos a los océanos

Se necesita investigación adicional para comprender los efectos en la salud, si los hay, de las partículas ingeridas, advierten los investigadores.

Los microplásticos son piezas pequeñas de plástico (a menudo microscópicas) que pueden surgir de múltiples fuentes, como la degradación de productos plásticos más grandes en el medio ambiente o el desprendimiento de partículas de los recipientes de alimentos y agua durante el envasado.