气溶胶直径小于100微米,可以被人直接吸入肺部,是新冠肺炎病毒传播的重要途径之一。北京冬奥会的脚步越来越近,新冠病毒的再次变异迫切需要典型环境中气溶胶新冠病毒的监测技术。
近日,清华大学、北京大学、中国医学科学院病原生物学研究所、昌平实验室等科研人员联合研制出了公共空间生物气溶胶新型冠状病毒监测系统,并已在北京冬奥测试赛中成功应用。该系统能够对存在于空气中的生物气溶胶进行收集检测,灵敏度可达常规方法的10倍。生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统由便携式气溶胶采集器和一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪两部分组成。气溶胶采集器由北京大学环境学院要茂盛团队前期开发完成,打开生物气溶胶采样器,中间是一个经过特殊设计的空腔,吸入的空气会在其中形成“旋涡”。仪器启动后以每分钟超过400升的流量,将空气气旋引导至装有试剂的检测管中。颗粒收集切割点为0.58微米,病毒富集效率高,为国内同类产品最高。同时,收集试剂对病毒能起到灭活作用,保证收集到的病毒样本不再具备传染性。一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪则由清华大学医学院生物医学工程系刘鹏团队应急开发完成。该系统采用微流控平台结合新型核酸提取与扩增技术,使新冠病毒的检测灵敏度达到20拷贝/毫升,比常规qPCR方法灵敏10倍(常规方法是200拷贝/毫升)。全流程分析时间小于45分钟,实现自动化和全封闭式的新冠检测。2021年4-7月期间,该系统在北京地坛医院进行了超过100例样本的临床测试验证,测试结果显示该系统阳性检出率达到现有实时荧光定量PCR体系检出率的三倍。同时,这套系统也不“挑”毒株,在进行扩增检测时,即使是最新突变的奥密克戎毒株,也同样逃不过系统的检测。
2021年10月-12月,清华大学刘鹏、王建斌团队在昌平实验室支持下先后在首都体育馆、国家速滑馆、冰立方、五棵松冰上中心、国家体育场5个奥运场馆、主媒体中心、和西苑宾馆、紫玉宾馆等2家签约酒店进行了气溶胶采样和检测工作。测试赛期间共采集和检测了348例标本,检测成功率100%。该检测系统在冬奥测试赛中进行了广泛应用和验证,并针对赛时防疫条件进行了相应优化,贴合冬奥比赛场景的要求。并且,通过测试赛的实操演练,该产品已经形成了完整的闭环管理情形下的气溶胶新冠病毒监测操作规范,得到冬奥场馆防疫部门的认可。项目经过科技冬奥的层层遴选,已被确定为科技冬奥所有场馆实施的项目之一,冬奥组委会已经下发《北京2022年冬奥会和冬残奥会期间生物气溶胶新冠病毒监测及应对方案》,正式推进冬奥期间的气溶胶检测。
按照计划,项目组在冬奥会多个场馆布置气溶胶采集器,在昌平实验室和主媒体中心设置临时检测站,为冬奥会提供全面气溶胶新冠病毒检测保障。
延伸阅读:
《新冠肺炎(COVID-19)诊断技术、厂商及趋势-2020版》