能檢測(cè)空氣中新冠病毒的口罩要來了

張夢(mèng)然

如果有能嵌入面料的核酸生物傳感器，那么其可以檢測(cè)空氣中的細(xì)菌、病毒病原體，包括新冠病毒嗎？根據(jù)英國《自然·生物技術(shù)》雜志發(fā)表的一篇論文，美國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用CRISPR技術(shù)成功研發(fā)了可穿戴、凍干、無細(xì)胞的合成生物學(xué)傳感器，其檢測(cè)結(jié)果不僅能與被視為金標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果一致，而且可以嵌入柔性基質(zhì)中，用于實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)目標(biāo)病原體。在不久的將來，這項(xiàng)技術(shù)能與口罩結(jié)合，供工作環(huán)境病原體暴露風(fēng)險(xiǎn)較高的人群使用，如基層醫(yī)護(hù)人員等。

利用合成生物學(xué)技術(shù)，檢測(cè)病原體的核酸生物傳感器可以達(dá)到很高的靈敏度和準(zhǔn)確性。這類診斷工具包含可檢測(cè)病原體核酸的基因編碼電路，常在傳統(tǒng)的即時(shí)診斷中用于檢測(cè)新冠病毒這類病原體。

如果將這種合成生物學(xué)技術(shù)整合到可穿戴設(shè)備中，則可以極大地改善對(duì)病原體或毒素的監(jiān)測(cè)。不過，盡管研究人員多次報(bào)道將凍干后的病原體檢測(cè)電路嵌入到柔性的服裝面料中，之前也研發(fā)過能封裝有感知能力細(xì)菌的面料，但是，工程改造微生物的整合和保持難度都非常大。

現(xiàn)在科學(xué)家們認(rèn)為，無細(xì)胞合成生物學(xué)傳感器能克服這些限制。此次，美國麻省理工學(xué)院研究人員制作了一組使用CRISPR技術(shù)的可穿戴、凍干、無細(xì)胞的合成生物學(xué)傳感器，這些傳感器通過再水化激活，能發(fā)現(xiàn)病毒特異性遺傳物質(zhì)的存在。

實(shí)驗(yàn)表明，目前這些可穿戴傳感器的表現(xiàn)，與被視為金標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果保持了一致，而且，這一傳感器可以嵌入硅橡膠和硅織物等柔性基質(zhì)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)病原體暴露的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

研究人員表示，這一技術(shù)還能與口罩結(jié)合，檢測(cè)空氣中傳播的新冠病毒。而在可穿戴面料中成功嵌入合成生物學(xué)傳感器，正是研發(fā)多功能智能服裝的第一步，這些服裝有望實(shí)現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)等更大范圍的應(yīng)用。

（選自2021年6月30日《科技日?qǐng)?bào)》，本刊有刪改）