上海同济大学的研究人员发明了一种口罩，可以检测空气中的液滴或气溶胶中的常见呼吸道病毒，包括流感和冠状病毒。
在未来，如果出现了新的呼吸道病毒，研究者可以很容易地更新传感器的设计，以检测新型病原体。
近日，这一研究成果发表在《物质》(Matter, Cell Press) 杂志上。如果周围空气中存在目标病原体，这种高度敏感的口罩，可以在10分钟内通过移动设备提醒佩戴者。
“以前的研究表明戴口罩可以减少传播和感染疾病的风险。因此，我们想创造一个可以检测空气中是否存在病毒并提醒佩戴者的口罩。” 该研究的论文作者、上海同济大学材料科学家尹方说。
引起新冠和H1N1(甲型 H1N1流感病毒)的呼吸道病原体，通过受感染者说话、咳嗽和打喷嚏时释放的小飞沫和气溶胶传播。这些含有病毒的分子，特别是微小的气溶胶，可以在空气中悬浮很长时间。
尹方和他的同济大学同事在一个封闭的室内测试了这种口罩，他们在口罩上喷洒含有微量液体和气溶胶的病毒表面蛋白。
尹方说，该传感器对低至0.3微升的含有病毒蛋白的液体做出了反应，大约比一个喷嚏产生的液体量少70到560倍，比咳嗽或说话产生的液体量少得多。
该团队设计了一个带有适配体的小型传感器，适配体是一种合成分子，可以像抗体一样识别病原体的独特蛋白质。在他们的概念验证设计中，该团队用三种类型的适配体修改了多通道传感器，它们可以同时识别SARS-CoV-2、H5N1和H1N1的表面蛋白。
一旦适配体与空气中的目标蛋白结合，连接的离子门控晶体管将放大信号并通过手机提醒佩戴者。离子门控晶体管是一种高度敏感的新型设备，因此该口罩可以在10分钟内检测到空气中甚至是微量的病原体。
尹方说：”我们的口罩在通风不良的空间会非常好用，比如电梯或封闭的房间，那里被感染的风险很高。他说，在未来，如果出现了新的呼吸道病毒，他们可以很容易地更新传感器的设计，以检测新型病原体。
接下来，该团队希望通过优化聚合物和晶体管的设计来缩短检测时间，并进一步提高传感器的灵敏度。他们还在研究用于各种健康状况的可穿戴设备，包括癌症和心血管疾病。
“目前，医生在诊断和治疗疾病时一直严重依赖他们的经验，但随着可穿戴设备收集的数据更加丰富，疾病的诊断和治疗可以变得更加精确。” 尹方说。
