俄發明細菌和病毒“掃描儀”今年秋季可在地鐵和機場安裝

《透視俄羅斯》特約記者 阿列克謝·莫斯克

新儀器能夠分析空氣中的病原體。這款名為Trigger-BIO的儀器可以全天候工作，無需人工干預。它能在幾秒鐘內確定周圍空氣中是否存在致病性病毒、細菌或毒素。該儀器能識別的病原體達86種，其中包括新冠肺炎病毒。雖然識別速度快，但儀器的識別精度並不比實驗室分析的精度低。俄羅斯國立核能研究大學莫斯科工程物理學院（MEPhI）代表日前發表了雄心勃勃的聲明，他們根據俄衞生部的訂單開發出這款新儀器。開發並測試全球首款註冊的新冠肺炎病毒疫苗“衞星-V”的機構加馬列亞流行病學和微生物學國家研究中心對此持樂觀態度，在該中心通過了對病毒和細菌“掃描儀”的測試。

“掃描儀”如何工作

儀器採集空氣樣本，使用可以發出熒光的物質對其產生作用。科學家使用色氨酸（一種氨基酸）和NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）。Trigger-BIO1分鐘內能檢測27升空氣，確切地説是生物氣溶膠——帶有有生命活性顆粒和無生命活性顆粒的氣體混合物。使用波長為280納米和365納米的發光二極管對每一份空氣樣本進行輻射。儀器用這種方式進行光譜分析，獲取進入其視場的每一個顆粒的信息。由被輻射的顆粒生成一定的信號，儀器通過數據庫進行驗證。如果與已知病原體的信號相符，就會記錄檢測到了有害物質。

是否有類似產品

世界上有許多可以即時測試周圍環境空氣的儀器，像Trigger-BIO這樣使用熒光的儀器有美國的UV-APS、WIBS、英國的MBS、德國的SIBS和瑞士的Rapid-E。也有使用其他技術的儀器，如質譜分析技術。這種儀器使用激光對空氣進行照射，可以瞬間確定空氣中物質的分子成分。還有一種技術是激光誘導擊穿光譜技術（LIBS），即使用激光激起的火花將空氣樣本變成微等離子體，分解顆粒，從而確定其化學成分。還有一種類型的儀器基於所謂的拉曼光譜工作。在這種情況下，被檢測的物質不會被破壞。該儀器通過與特定波長的光束接觸後發生的反射來判斷其性質。

還有些空氣測試儀能夠對有害物質的DNA做出反應。它們使用的是一種名為聚合酶鏈反應的技術。這種技術可以增加空氣樣本中所需物質的基因濃度。因此，這種儀器對病原體（如傳染病的病原體）非常敏感。

這些有害物質檢測儀器的問題在於它們主要適用於檢測細菌和真菌感染。它們檢測病毒的能力要低得多——這一點已被研究證實。主要原因是這些儀器的體積小，遺傳信息量不足。

儀器會更有效地檢測病毒嗎

目前還很難有把握這樣説，因為Trigger-BIO還沒有官方文件。病毒的直徑20納米-500納米不等，因此，儀器必須要對這種大小的顆粒敏感。新冠肺炎病毒（COVID-19）的病原體SARS-CoV-2的直徑約為100納米。進行測試的科學家認為，新儀器的有效性會與在專業生物實驗室中進行的測試相當。加馬列亞中心轉化生物醫學實驗室主任阿爾焦姆·特卡楚克（Artem Tkachuk）表示，通過使用多個可以進行精確特定分析的獨立模塊可以實現這一點。

由於同時使用兩種熒光物質，Trigger-BIO的有效性也得到提高。國立核能研究大學莫斯科工程物理學院電子學、自旋電子學和光子學系副教授根納季·科特科夫斯基（Gennadiy Kotkovskiy）認為，通過使用單光子計數法由被輻射的顆粒生成信號，這樣可以將儀器的敏感度提高10倍。

實踐中如何使用

Trigger-BIO能夠大幅推動在人羣大規模聚集地進行快速診斷的發展。在新冠肺炎疫情的背景下，全球所有國家政府都面臨這個問題，現有的檢測方式不是很有效。研究表明，遙測體温並不能切實可靠地顯示被測人員是否感染新冠肺炎病毒。

加馬列亞中心表示，10月將開始在俄羅斯各大城市的地鐵和機場安裝該儀器。儘管儀器尺寸不大——不到6公斤，卻可覆蓋約100平方米的面積，可以直接將其接入中央通風系統。▲