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新冠病毒引發全球疫症,各國科學家正研究多種可在現場檢測病毒,現時設備可檢測空氣中的病毒,研究人員努力研發穿戴式設備,病毒無所遁形。
美國耶魯大學科學家開發可穿戴式裝置Fresh Air clip,可偵察到空氣中的病毒量,以決定附近是否有病毒檢測為陽性的人士,或者用戶本人是否有帶病毒的徵狀。
耶魯大學公共衛生學院研究團隊在《環境科學及技術》(Environmental Science and Technology)期刊網上版本發佈研究,解釋團隊開發的穿戴式設備,如何探測空氣中極少量的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。
近期研發檢測病毒設備,不少均為主動式採樣器,可檢測到室內環境空氣中新型冠狀病毒RNA。不過這些採樣器成本高、尺寸大,難以應用在高風險傳播區域長期監測能力。
相反,被動式採樣器設計則可以很輕巧,加上價格低廉,甚至毋須供電或經常維修,連續多日運行。耶魯的團隊就將被動式的採樣器,整合至可穿戴的設備,以隨時隨地掌握環境中是否有呼吸道病毒。
上述穿戴式設備針對經常在高風險環境工作的人士設計,開發出上述設備為耶魯大學流行病學助理教授Krystal Godri Pollitt,她同時身兼大學的化學及環境工程學助理教授。
Godri Pollitt表示,以Fresh Air clip衣夾能測極低水平的病毒量,甚至低於導致感染的水平,可及早知會接觸人士做檢測或自我隔離。衣夾隨身配戴,隨時檢測室內風險,也可提高警覺,防止病毒進一步擴散。
COVID-19可通過吸入空氣中病毒氣溶膠和呼吸道飛沫傳播,患者會咳嗽、打噴嚏、說話或呼吸,排出有病毒飛沫。研究人員的被動式採樣設備可檢測室內環境空氣中的SARS-CoV-2,原理是檢測以「聚二甲基矽氧烷」(polydimethylsiloxane PDMS)製作的生物微機電(Bio MEMS)設備,即時檢測沉積在表面的病毒氣溶膠。
PDMS廣泛用於製作以矽的有機聚合物材料,運用在微流控(Microfluidic)系統,以軟光刻技術(Soft Lithography)製作的微流控系統,可於矽芯片上模仿實驗室操作。
芯片設計完成的微流控管道,倒入液態的二甲基矽氧烷在矽晶片上加熱變硬,二甲基矽氧烷移除後,極為細小的微流控設計就印在PDMS板。團隊將採樣器置於旋轉滾筒中測試,以含有特性與與SARS-CoV-2相似,能夠模仿病毒氣溶膠的噬菌體,再以檢測病毒PCR核酸測試檢測PDMS採樣器檢測病毒數量,發現能可靠估計空氣中的病毒濃度。
研究人員以上述穿戴式設備,供多個場合檢測病毒,包括了餐廳、露宿者中心、醫療中心、社區人士,發現其中5個設備偵測到病毒,4個是餐廳職員所佩戴,一個則屬露宿者中心內工作,不過檢測病毒量低,不足構成感染風險。現時研究人員正在耶魯大學所在的康涅狄格州,供當地醫護人員使用Fresh Air clip,希望有朝一日可推廣給公眾,以防禦新冠病毒感染。