同济大学方音团队研发生物电子口罩 10分钟内检测出空气中的病毒

来源：生物世界2022-09-23 09336039

这项研究开发了一种可穿戴式生物电子口罩，可以快速灵敏地检测空气飞沫或气溶胶中常见的呼吸道病毒(包括流感病毒和新冠肺炎病毒)。如果目标病毒存在于口罩佩戴者周围的空气中，它可以在10分钟内通过移动设备提醒佩戴者。

在日常生活中，一提到可穿戴设备这个词，人们往往会想到智能手表、手环、无线耳机等等。自从新疫情以来，戴口罩已经成为许多人日常生活的一部分。口罩可以隔离病原体，大大降低感染和传播疾病的风险。那么，这种日常佩戴的口罩能否开发成智能穿戴设备，实现更丰富的功能呢？

2022年9月19日，同济大学医学院生物医学工程与纳米科学研究所方音教授在《细胞》的子刊《物质中气态介质无线检测传染病的可穿戴生物电子口罩》上发表了一篇研究论文。

这项研究开发了一种可穿戴式生物电子口罩，可以快速灵敏地检测空气飞沫或气溶胶中常见的呼吸道病毒(包括流感病毒和新冠肺炎病毒)。如果目标病毒存在于口罩佩戴者周围的空气中，它可以在10分钟内通过移动设备提醒佩戴者。

导致甲型H1N1流感的呼吸道病毒通过感染者说话、咳嗽和打喷嚏时释放的飞沫和气溶胶传播。这些感染者传播的含有病毒的飞沫，尤其是微小的气溶胶，可以在空气中悬浮很长时间。

论文作者方音教授表示，戴口罩可以降低传播和感染疾病的风险。他的团队希望制造一种能够检测空气中病毒存在并及时提醒佩戴者的口罩。

在这项最新研究中，研究小组开发了一种带有适体的小型传感器，它和抗体一样，可以特异性识别病原体的特定蛋白质。在概念验证设计中，研究团队用三种适配体改造了多通道传感器，可以同时识别三种呼吸道病毒的表面蛋白：新型冠状病毒、H5N1和H1N1。

研究小组在一个封闭的房间里测试了这种口罩，在口罩上方喷洒了微量的含有病毒表面蛋白的液体和气溶胶。结果显示，口罩上的传感器对含有低至0.3微升(万分之三毫升)病毒蛋白的液体有反应，这是打喷嚏产生的液体体积的百分之一百，远低于咳嗽或说话产生的液体体积。该口罩还可以检测超低浓度(0.1fg/mL，即1ml空气中1，000万亿分之一克)的气体介质样品。