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最近，細(xì)心的同學(xué)在清華大學(xué)食堂、圖書(shū)館等地會(huì)注意到一些新入駐的神秘儀器，這些其貌不揚(yáng)的小盒子每天采集氣溶膠樣本，為公共場(chǎng)所的空氣做“核酸”，承擔(dān)著守護(hù)校園環(huán)境安全的重要使命。

這套防疫新技術(shù)——“公共空間生物氣溶膠新冠病毒核酸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，是清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院劉鵬研究員和他的團(tuán)隊(duì)為2022年北京冬奧會(huì)研發(fā)，在冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)所有賽事場(chǎng)館閉環(huán)中廣泛應(yīng)用。如今疫情當(dāng)前，系統(tǒng)再度于清華園上線，為校園疫情防控保衛(wèi)戰(zhàn)增添“硬核”科技力量。

“空氣核酸檢測(cè)儀”的樣本采集端。受訪者供圖

針對(duì)隱秘傳播，發(fā)力氣溶膠病毒監(jiān)測(cè)

連日來(lái)，國(guó)內(nèi)有省市報(bào)告多例本土確診病例存在氣溶膠傳播。《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第九版）》中明確提出了新冠病毒可在相對(duì)密封的環(huán)境中經(jīng)氣溶膠傳播，氣溶膠新冠病毒監(jiān)測(cè)逐漸引起公眾的關(guān)注。

環(huán)境傳播已成為新冠傳染鏈中最隱秘的一環(huán)，也給疫情防控帶來(lái)了較大壓力。作為新冠病毒傳播重要途徑之一的氣溶膠，由于直徑小于100微米，可被直接吸入肺部，尤其是在狹小和密閉的空間內(nèi)更具傳染力。

此前，為解決氣溶膠檢測(cè)難題，由清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究員劉鵬聯(lián)合多家單位，用8個(gè)月時(shí)間，緊急開(kāi)發(fā)完成了公共空間生物氣溶膠新冠病毒核酸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由便攜式氣溶膠采集器和一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測(cè)儀兩部分組成。劉鵬介紹稱(chēng)，大家更容易看到的，是在采樣現(xiàn)場(chǎng)，采集氣溶膠樣本的采集器，它會(huì)將空氣當(dāng)中的新冠病毒收集到病毒滅活液中保存，隨后工作人員將樣本轉(zhuǎn)移到專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，然后用一體化、全自動(dòng)、高靈敏的病毒核酸檢測(cè)儀去做檢測(cè)，來(lái)判斷樣本中是不是存在新冠病毒。

劉鵬告訴記者，一方面，大容量旋風(fēng)式的采集設(shè)備非常高效，可以把空氣當(dāng)中濃度很低的氣溶膠進(jìn)行檢測(cè)，另一方面，檢測(cè)設(shè)備中的檢測(cè)芯片，可以把檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中的步驟進(jìn)行集成，快速完成整個(gè)核酸檢測(cè)流程。

“給空氣做核酸”對(duì)檢測(cè)靈敏度要求高

與給人做核酸檢測(cè)相比，“給空氣做核酸”對(duì)儀器要求非常高。

“因?yàn)闅馊苣z樣本體積大，空氣中的病毒載量比較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于從人的咽喉直接采樣，同時(shí)，病毒RNA穩(wěn)定性差，這就要求收集方法要高效，檢測(cè)靈敏要非常高。”劉鵬告訴記者，這是“給空氣做核酸”最難的一點(diǎn)。

他進(jìn)一步解釋?zhuān)瑲馊苣z監(jiān)測(cè)主要目的是進(jìn)行疫情預(yù)警。“如果在空氣當(dāng)中都能夠檢測(cè)出來(lái)大量病毒的話，這個(gè)時(shí)候可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)傳染源了，那么通過(guò)氣溶膠監(jiān)測(cè)就起不到預(yù)警的作用了，所以要求檢測(cè)的靈敏度越高越好。”

經(jīng)過(guò)研發(fā)，劉鵬及團(tuán)隊(duì)使用了一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測(cè)儀采用微流控平臺(tái)結(jié)合新型核酸提取與擴(kuò)增技術(shù)，使新冠病毒的檢測(cè)靈敏度達(dá)到20拷貝/毫升，比常規(guī)方法靈敏10倍。

一個(gè)采集端的檢測(cè)范圍可以覆蓋多大空間？“一般來(lái)說(shuō)，我們建議200平米空間可以放置一臺(tái)。”劉鵬稱(chēng)，經(jīng)過(guò)冬奧的驗(yàn)證，設(shè)備30分鐘內(nèi)可采集12立方米內(nèi)的氣溶膠顆粒。“空氣是流動(dòng)的，再加上檢測(cè)靈敏度非常高，這樣就可以保證檢測(cè)效果。”

檢測(cè)設(shè)備正在進(jìn)一步推廣應(yīng)用

記者了解到，該系統(tǒng)在2022年北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)所有賽事場(chǎng)館閉環(huán)內(nèi)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，得到一致好評(píng)。“這輪疫情暴發(fā)后，這套系統(tǒng)的使用也得到進(jìn)一步推廣。”

劉鵬介紹稱(chēng)，目前每日為海淀區(qū)的4個(gè)隔離酒店做氣溶膠監(jiān)測(cè)服務(wù)，來(lái)確保隔離人員的安全；在地壇醫(yī)院也使用了這套設(shè)備做氣溶膠監(jiān)測(cè)，為醫(yī)護(hù)人員做防護(hù)；吉林省人民醫(yī)院、揚(yáng)州市第三人民醫(yī)院等也采購(gòu)了氣溶膠監(jiān)測(cè)設(shè)備。

根據(jù)北京市疫情防控最新形勢(shì)并接上級(jí)部門(mén)緊急通知，清華大學(xué)決定自5月14日起，進(jìn)一步加強(qiáng)校門(mén)管控，除經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的疫情防控和保供人員外，其他人員一律不進(jìn)不出。隨后清華大學(xué)也將這套設(shè)備應(yīng)急使用在校園中，在食堂、圖書(shū)館、體育館等20個(gè)點(diǎn)位做氣溶膠監(jiān)測(cè)。“希望在人員相對(duì)密集的地方，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的疫情‘火點(diǎn)’。”劉鵬說(shuō)道。

記者了解到，基于在冬奧會(huì)應(yīng)用過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，劉鵬團(tuán)隊(duì)又對(duì)儀器做了進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化。“定量性能更好一點(diǎn)，如果存在新冠病毒，可以更準(zhǔn)確地判斷出病毒數(shù)量到底是多少，這對(duì)后續(xù)采取處理措施很有幫助。譬如，如果病毒量大的話，就說(shuō)明去過(guò)這個(gè)地方的人都會(huì)非常危險(xiǎn)，可能就需要采取人員管控措施。”

新京報(bào)記者 馮琪

編輯 繆晨霞 校對(duì) 柳寶慶

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