進行實時測試的無線生物電子口罩。圖片來源：方寅等
無線生物電子預警口罩來了 圖片來源：方寅等
上海同濟大學醫學院教授方寅和合作者發明了一種口罩，可以通過飛沫或氣溶膠檢測空氣中常見的呼吸道病毒，包括流感和冠狀病毒。研究人員在9月19日發表于《物質》期刊的研究中介紹了這種高靈敏度口罩：如果周圍空氣中有目標病原體，它可以在10分鐘內通過移動設備向佩戴者發出警報。
“此前的研究表明，戴口罩可以降低傳播和感染疾病的風險。因此，我們想要創造一種可以檢測到空氣中病毒的存在，并提醒佩戴者的口罩。”該論文通訊作者方寅說。
誘發新冠病毒和甲型H1N1流感的呼吸道病原體，可通過受感染者說話、咳嗽和打噴嚏時釋放的小飛沫和氣溶膠傳播。這些含有病毒的分子，特別是微小的氣溶膠，可以在空氣中懸浮很長時間。
方寅和合作者在一個封閉的室內對新口罩進行了測試，他們將含有微量液體和氣溶膠的病毒表面蛋白噴灑在口罩上。方寅說，該傳感器能對0.3微升的含有病毒蛋白質的液體做出反應，這是一個噴嚏產生液滴的約1/70~1/560，比咳嗽或說話產生的液滴小得多。
該團隊設計了一個帶有核酸適配體的小型傳感器，核酸適配體是一種合成分子，可以識別病原體的獨特蛋白質，如抗體。在概念驗證實驗中，該團隊用3種類型的核酸適配體修改了多通道傳感器，它們可以同時識別新冠病毒以及H5N1、H1N1流感病毒的表面蛋白質。
一旦核酸適配體與空氣中的目標蛋白質結合，離子門控晶體管將放大信號，并通過手機提醒佩戴者。離子門控晶體管是一種新型的高靈敏度器件，因此這種口罩可以在10分鐘內檢測到空氣中微量的病原體。
方寅說：“我們的口罩在通風不良的空間，檢測效果非常明顯，比如電梯或封閉的房間，這些地方感染風險很高。”他補充說，在未來，如果出現了一種新的呼吸道病毒，他們可以很容易地更新傳感器設計，以檢測新的病原體。
接下來，該團隊希望通過優化聚合物和晶體管設計，縮短檢測時間，進一步提高傳感器的靈敏度。他們還在研究針對癌癥和心血管疾病等多種健康狀況的可穿戴設備。
“目前，醫生在診斷和治療疾病方面嚴重依賴他們的經驗。但隨著可穿戴設備能收集到更豐富的數據，疾病診斷和治療可以變得更精確。”方寅說。
相關論文信息：
AI的觸角，已然從文字創作和代碼編寫，延伸到了生命底層的基因語言。斯坦福大學與Arc研究所的研究團隊，用Evo1、Evo2兩款AI基因組模型，從零“寫”出了16種自然界從未存在過的病毒，而且它們活了過......
美國威斯康星大學麥迪遜分校科學家開展的一項最新研究發現：在太空微重力環境中，病毒與細菌之間“生死較量”依然存在，但卻呈現出與地球不同的模式。這些發現有助于科學家設計出更高效的噬菌體療法，對抗日益嚴峻的......
近日，中國農業科學院蘭州獸醫研究所科研團隊研究發現，小RNA病毒里的“老熟人”3D聚合酶，不只是病毒復制的核心，還是逃逸免疫系統的“幫兇”。相關研究成果發表在《細胞分子生物學》上。長期以來，科學家僅知......
在海洋環境中，病毒是僅次于原核生物的第二大生物量成分。它們的生態意義不僅限于宿主裂解，還包括水平基因轉移和通過輔助代謝基因調節宿主代謝。這些輔助代謝基因可以編碼關鍵的代謝酶，在感染期間有效地重塑細胞過......
基孔肯雅熱是由基孔肯雅病毒（CHIKV）引起、經蚊媒傳播的人畜共患急性病毒性疾病，該病毒歸類于披膜病毒科甲病毒屬。目前，已有兩款CHIKV疫苗在海外獲批，但全球范圍內仍缺乏獲批的特異性抗病毒藥物。因此......
10月9日，國家衛生健康委舉行新聞發布會。浙江省疾控中心研究員蔣健敏在會上介紹，國慶中秋假期結束，旅游返程后需重點關注三類傳染病：呼吸道傳染病、消化道傳染病和蟲媒傳染病。當前氣溫變化大，不少人因免疫系......
動物的循環系統和植物的維管系統，是保障它們物質養分高效運輸和交換的重要通道，同時也是病毒系統性侵染的最為有效的路徑。為應對這種威脅，動植物均演化出了功能上高度相似的阻塞性防御機制。當病毒侵染時，動物的......
美國哥倫比亞大學和洛克菲勒大學科學家利用細菌作為“特洛伊木馬”，繞過人體免疫系統的監控，將病毒直接運送至腫瘤內部。隨后，細菌與病毒協同作戰，對癌細胞發起強力攻擊。相關研究成果發表于最新一期《自然·生物......
水稻作為最重要的糧食作物，為超過半數的世界人口提供主食。然而，水稻黑條矮縮病毒(SRBSDV)等病毒嚴重危害水稻生長，威脅糧食生產安全，解析病毒—水稻互作的分子機制對水稻病毒病的防控具有重要意義。近日......
病毒在治療各類癌癥方面展現出巨大潛力，但免疫反應限制了其僅適用于體表附近腫瘤。如今，科學家證實，通過基因工程細菌包裹病毒可突破這一限制，顯著延緩小鼠體內惡性腫瘤的生長速度，這意味著將細菌與病毒結合可進......