為對抗導致武漢肺炎(新型冠狀病毒病,COVID-19)的新型冠狀病毒「SARS-CoV-2」(嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒二型)隱形傳播鏈,美國學者正研發一款特別的「發光口罩」,只要戴上這種口罩吸一口氣,就能知道自己是否感染武漢肺炎,連無症狀患者也能識別!研究人員預期在今年夏天結束前,就會生產口罩並向公眾發放。

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據美國網路媒體「商業內幕」(Business Insider)報導,哈佛大學及麻省理工學院的生物工程學家,早在2014年已開始研發相關生物感測器(Biosensor),用來檢測茲卡及伊波拉等病毒,搭配戴口罩時可經呼吸所噴出的口水啟動感測器。感測器上有與病毒結合的基因安全物質,當測出病毒後感應器會由黃色轉為紫色,從而迅速測出佩戴者是否染疫,減輕以往只靠病毒檢測的壓力。

 

哈佛大學和麻省理工學院科學家團隊正在設計一種智慧口罩,研發原理十分易懂:在口罩內側裝特定感測器,辨識新冠病毒的基因序列;這樣當人們戴著口罩呼吸、咳嗽或打噴嚏時,如果檢測出新冠病毒,口罩就會在幾小時內發出螢光信號。口罩的感測器是由 DNA RNA 2 種能與病毒結合的遺傳物質組成,經由叫冷乾機的機器,冷凍乾燥到口罩上,可在室溫保持幾個月穩定。螢光信號由 2 種東西觸發:來自黏液或唾液的水分,以及新冠病毒的基因序列。

 

這個科學家團隊由合成生物學專家、麻省理工學院教授柯林斯(James J. Collins)創建。柯林斯被認為是合成生物學的先驅人物,曾在 2003 年獲得麥克阿瑟獎。柯林斯接受採訪時提出口罩的設計理念:很多商場、旅館、機場工作人員還會測體溫發現可能的感染者,然而會遺漏大量沒有發燒症狀或根本無症狀的患者,引起更大範圍的疫情傳染。

 

安裝感測器的口罩是透過辨識病毒本身,而非辨識症狀發現病例,杜絕誤判。「當我們完全開放交通運輸系統時,可在通過安檢、等待登機時使用這種口罩;或者你我可在上下班路上佩戴。醫院可在病人候診時使用,當成新冠病毒感染者的預先篩查。」

 

據報導,從 2014 年開始,柯林斯和生物工程學同事就在調整病毒檢測感測器,以應付伊波拉病毒,並針對茲卡病毒病原體調整。2018 年,柯林斯的實驗室感測器就可檢測包括 SARS、麻疹、流感、C 型肝炎或西尼羅河病毒等疾病。

 

這類感測器可在2~3小時內檢測到感染病例,成本20美元,測試成本只要1美元以下。為此,他們還獲得嬌生5萬美元資助,用於開發可嵌入式病毒檢測感測器。柯林斯表示,目前口罩計畫處於「非常早期階段」,但研究結果值得期待。

 

目前研究團隊正在討論是將感測器嵌入口罩,還是開發可連接到任何口罩的模組化裝置:「我們最初的試驗是在紙上做的,現在我們已經證明在塑膠、石英或布料同樣有效。」據研究人員介紹,感測器是由遺傳物質組成,與病原體結合併辨識出病毒後,會在 1~3 小時內發出螢光。

 

目前新冠病毒檢測要等待24小時才可得到測試結果,有的患者甚至要等幾天才能拿到報告。這種信號肉眼並不可見,但只要用成本1美元的手持設備掃描口罩,就能看到是否發螢光。

 

這次生物工程學家將技術運用在檢測新冠病毒,希望可加快目前檢測方法的速度,儘快切斷社區傳播鏈。據了解,只要配戴者體內存有少量新型冠狀病毒基因,口罩將會在一小時至三小時發出螢光。

此前,瑞士研究人員已開發出一種精準的生物感測器,能夠靈敏、可靠地檢測到空氣中的新冠病毒,不但可即時監測車站、醫院等人流密集場所空氣中是否存在武肺病毒,也可作為新冠病毒感染臨床診斷替代方法。

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