科學家開發快速COVID-19呼吸分析儀原型或能在公共場所進行大規模篩查
據一些專家稱,要結束新冠大流行,需要對參加大型聚會的人進行快速篩查,如會議和婚禮。即使那些沒有症狀的人仍然可以將COVID-19傳染給其他人,因此識別和隔離他們直到他們不再具有傳染性非常重要。根據近日發表在《ACS Nano》上的一項研究,新加坡南洋理工大學的科學家們已經開發出一種“呼吸分析儀”原型,能夠敏感而準確地診斷出COVID-19,即使是無症狀的人,也只需不到5分鐘。
目前,COVID-19檢驗的“黃金標準”是一種叫做反轉錄聚合酶鍊式反應(RT-PCR)的技術,它速度慢,需要用不舒服的鼻咽拭子來收集樣本,而且必須在實驗室進行。快速抗原檢測要快得多,但假陰性和假陽性的比率更高。科學家們還開發了COVID-19呼吸分析儀類型的測試,這些測試依賴於新冠病毒感染者呼出的揮發性有機化合物的濃度差異,但大多數需要笨重的、不可攜帶的儀器進行分析。研究人員希望開發一種快速、方便和準確的呼吸分析儀測試,適合於對大量人群進行現場篩查。
研究人員設計了一種手持式呼吸分析儀,它包含一個芯片,上面有三個連接到銀納米立方體的表面增強拉曼散射(SERS)傳感器。當一個人向該設備呼氣10秒鐘時,他們呼吸中的化合物會與傳感器發生化學作用。然後,研究人員將呼吸分析儀裝入一個便攜式拉曼光譜儀,該光譜儀根據SERS傳感器分子振動的變化來描述綁定的化合物。
研究小組發現,來自COVID-19檢測呈陽性和陰性的人的拉曼光譜在對酮類、醇類和醛類有反應的區域是不同的,他們用它來開發一個用於COVID-19診斷的統計模型。他們在新加坡的醫院和機場對501人進行了呼氣檢測,通過RT-PCR顯示這些人的冠狀病毒是陰性的(85.2%),陽性且有症狀(8.6%),或陽性且無症狀(6.2%)。該方法的假陰性率為3.8%,假陽性率為0.1%,與RT-PCR測試相當,但它可以在5分鐘內現場完成。研究人員說,這種呼吸分析儀有朝一日可能成為減少COVID-19在社區無聲傳播的新工具。