创科广场|穿戴式衣夹随时检测 新型冠病毒无所遁形

2022-01-28 15:21

新冠病毒引发全球疫症,各国科学家正研究多种可在现场检测病毒,现时设备可检测空气中的病毒,研究人员努力研发穿戴式设备,病毒无所遁形。

美国耶鲁大学科学家开发可穿戴式装置Fresh Air clip,可侦察到空气中的病毒量,以决定附近是否有病毒检测为阳性的人士,或者用户本人是否有带病毒的徵状。

耶鲁大学公共衞生学院研究团队在《环境科学及技术》(Environmental Science and Technology)期刊网上版本发布研究,解释团队开发的穿戴式设备,如何探测空气中极少量的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。

近期研发检测病毒设备,不少均为主动式采样器,可检测到室内环境空气中新型冠状病毒RNA。不过这些采样器成本高、尺寸大,难以应用在高风险传播区域长期监测能力。

及早知会接触人士

相反,被动式采样器设计则可以很轻巧,加上价格低廉,甚至毋须供电或经常维修,连续多日运行。耶鲁的团队就将被动式的采样器,整合至可穿戴的设备,以随时随地掌握环境中是否有呼吸道病毒。

上述穿戴式设备针对经常在高风险环境工作的人士设计,开发出上述设备为耶鲁大学流行病学助理教授Krystal Godri Pollitt,她同时身兼大学的化学及环境工程学助理教授。

Godri Pollitt表示,以Fresh Air clip衣夹能测极低水平的病毒量,甚至低于导致感染的水平,可及早知会接触人士做检测或自我隔离。衣夹随身佩戴,随时检测室内风险,也可提高警觉,防止病毒进一步扩散。

COVID-19可通过吸入空气中病毒气溶胶和呼吸道飞沫传播,患者会咳嗽、打喷嚏、说话或呼吸,排出有病毒飞沫。研究人员的被动式采样设备可检测室内环境空气中的SARS-CoV-2,原理是检测以「聚二甲基矽氧烷」(polydimethylsiloxane PDMS)制作的生物微机电(Bio MEMS)设备,即时检测沉积在表面的病毒气溶胶。

供多个场合检测病毒

PDMS广泛用于制作以矽的有机聚合物材料,运用在微流控(Microfluidic)系统,以软光刻技术(Soft Lithography)制作的微流控系统,可于矽晶片上模仿实验室操作。

晶片设计完成的微流控管道,倒入液态的二甲基矽氧烷在矽晶片上加热变硬,二甲基矽氧烷移除后,极为细小的微流控设计就印在PDMS板。

团队将采样器置于旋转滚筒中测试,以含有特性与SARS-CoV-2相似,能够模仿病毒气溶胶的噬菌体,再以检测病毒PCR核酸测试检测PDMS采样器检测病毒数量,发现能可靠估计空气中的病毒浓度。

研究人员以上述穿戴式设备,供多个场合检测病毒,包括了餐厅、露宿者中心、医疗中心、社区人士,发现其中5个设备侦测到病毒,4个是餐厅职员所佩戴,一个则属露宿者中心内工作,不过检测病毒量低,不足构成感染风险。现时研究人员正在耶鲁大学所在的康涅狄格州,供当地医护人员使用Fresh Air clip,希望有朝一日可推广给公众,以防御新冠病毒感染。

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