这种新型传感器能探测到空气中的冠状病毒颗粒吗?

随着学校、企业和其他组织计划在COVID-19大流行期间重新启动战略，定期对人们进行冠状病毒检测将成为减缓和控制新一波病例的关键组成部分之一。

但是目前的测试技术速度太慢，不足以应对病毒的快速传播。今天的检测呈阳性并不一定意味着某人在两天后仍然没有感染病毒，如果你在美国，两天后的检测结果就会送到

这就是为什么能够进行即时和频繁检测的技术可以成为抗击一场已经给全世界人民、市场和政府造成重大损失的流行病的重要武器。

而这正是东北大学电子与计算机工程教授年孙正在研究的技术。

研究生Mehdi Nasrollahpourmotlaghzanjani和Shadi Emam在Egan研究中心使用气体传感器检测空气中的SARS-CoV-2病毒。Ruby Wallau/东北大学拍摄

Sun发明了一种空气中不同分子的气体传感器。这是一种可以探测空气传播病原体化学性质的设备，包括SARS-CoV-2冠状病毒，它会导致COVID-19。而且，孙说，就像一个可以实时给出结果的酒精测醉器，它在几秒钟内就能工作。

该装置使用电化学传感器，它由一种特殊的材料制成，上面印着与覆盖SARS-CoV-2病毒的冠状蛋白质结构相同形状和大小的空腔。

就像拼图上缺失的碎片一样，这些蛋白质(只有这些蛋白质)能够适应材料的空腔。传感器从空气中捕捉这些粒子。然后，这种物质与蛋白质发生反应，并发出电信号，表明病毒存在。

“当这种物质在空气中，它会非常具有传染性，并且会落到环境中，比如桌子上，马桶上，门把手上——任何东西，”孙说。“我们使用传感器来检测空气或表面的病毒。”

孙说，由于传感器上的显微印迹与冠状病毒刺突蛋白的形状完全相同，该设备具有很高的灵敏度和准确性。

在他的实验室里，传感器被证明在检测冠状病毒方面与目前使用聚合酶链反应的金标准一样有效。这种测试的过程包括制造数百万份基因材料来检测冠状病毒。但这需要几天的时间和高度专业化的实验室才能完成。

孙说，由于后勤方面的限制，需要擦拭人们的鼻孔，等待这些样本被运送来进行分析，因此能够立即准确分析呼气的手持设备可能会成为一个游戏规则的改变者。

孙说:“这项技术可以极大地改变COVID-19检测的现状，因为它比目前最好的技术要快两个数量级。”“在重新开放商业、学校和大学方面——本质上，这是拯救生命的技术。”

孙最初的工作是研究气体传感技术，以帮助发现非法毒品和爆炸物——这项工作通常留给受过专门训练的狗来做。

“这些都是经过训练的嗅探犬，它们可以通过嗅探来完成任务，”孙说。“所以我想，‘为什么我们工程师不能设计出类似电子传感器的东西来击败它呢?’”

近年来，孙和他的同事们一直在研究其他设备来检测空气中的分子，并将它们作为生物标记来筛查阿尔茨海默氏症和肺癌等疾病。

当大流行袭来时，他看到了他的技术的新用途。该团队最近获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的资助，以改进传感器，使临床医生能够使用它们检测冠状病毒。

孙和马萨诸塞大学医学院的教授杰里米·鲁班(Jeremy Luban)正在与医学界合作，测试他的设备，并获得美国食品和药物管理局(U.S. Food and Drug Administration)的紧急授权，以便在不同的环境下使用。

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他说，他设想他的设备是一种手持工具，用于医院、学校和其他人们可能在室内吸入病毒颗粒的环境中。

而且，由于分子印迹传感器也可以安装在表面上，Sun说，该设备还可以帮助更有效地测试从空气中掉落到不同物体上的病毒颗粒。

“我们可以很容易地感知表面，只要把传感器直接放在它上面，”孙说。“我们只需在那里放置一个传感器，它就能自动、远程、无线地提供结果。”

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