Covid-19病毒可以通过空气来蔓延，这就是检测空气颗粒的东西
越来越多的研究表明，导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒可以通过空气在人与人之间传播。病毒流行地区通风不良的室内空间尤其危险。
在“星际迷航”的虚构世界中，公共卫生官员和第一响应者将能够立即确定，如果一个空间有危险的空降浓度病毒和任何其他病原体，通过简单地挥动atricorder.。
想象60年前的技术仍然坚持小说领域。然而，可以快速检测特定空气传播病原体的装置 - 包括SARS-COV-2 - 在各种研究实验室的作品中。
我们呼吸的空气
通过空气中的其他颗粒的混合物，检测空气传播病毒颗粒的存在是复杂的。大气层包括大量浮动颗粒，其大部分是生物的。通常，每次呼吸，你吸气大约一千个生物颗粒。
这些本篇主要包括活病和死亡生物，包括病毒，细菌，真菌，花粉和植物和动物碎片。病毒是这些颗粒中最小的。它们的尺寸范围为10至300纳米，或百万吨毫米。相比之下，红细胞平均约6至8微米，直径为6至8微米，或6,000至8,000纳米。细菌的范围为1至4微米和真菌5至10微米。植物和动物碎片一般大于10微米。
大多数这些生物粒子不是健康问题，因为大多数是植物和动物，包括人类。然而，它只需要少量危险的微生物来产生大流行。
纪念坏消息微生物
要了解来自生物气溶胶的潜在威胁，重要的是要从所有存在的生物气溶胶中识别出一小部分有问题的或致病的微生物。生物气溶胶识别首先从空气中捕获生物颗粒，通常是通过过滤器、液体小瓶或水凝胶收集颗粒。
通常，研究人员将收集的生物制剂转移到旨在支持微生物生长的培养基中。微生物的响应特定的培养基 - 微生物菌落的大小，形状，颜色和生长速率 - 可以指示微生物物种。
这个过程可能需要几天到几周，并且通常无效。事实证明科学家可以只识别约1％的空降微生物用这种方法。
科学家们越来越依赖基于基因的分析来映射在空气样品中收集的病毒和其他微生物。一种基于基因分析的流行技术是聚合酶链反应（PCR），其使用酶促反应来制备许多特定基因或基因部分的副本，使得遗传序列-DNA或RNA-可以在样品中检测。PCR试验可以设计成发现特异于微生物的基因序列，以检测序列等于识别微生物。
该技术目前是检测来自鼻拭子样本的SARS-COV-2的存在的金标准。基于PCR的方法是非常准确地识别病原体。
下一代测序技术使得可以快速序列序列的全基因组。使用这些技术，研究人员现在有能力了解整个微生物群体- 中尔的多样性和丰富的空气。
快速检测
尽管有这些进步，但仍然存在有很多工作要做能够瞬间识别空气中病原体的存在。用于识别微生物的当前技术是昂贵的，需要专门的设备并涉及长处理步骤。它们也无法检测来自少量遗传物质的物种。
然而，最近的进展为发展的发展提供了一些承诺可以提供有关生物溶胶的快速信息的传感器。
一种方法使用激光诱导荧光。在该技术中，用特定颜色或波长的光照亮颗粒，并且仅通过荧光或发光响应生物颗粒。该技术可用于实时识别和量化空气中的生物颗粒的存在，但它不会区分安全和有害的微生物。
另一个提前使用Bioaerosol检测的质谱。在这种技术中，单一的生物溶胶颗粒与激光混合物爆破，立即分析分子片段以确定颗粒的分子组成。研究人员还使用基于拉曼光谱的传感器。拉曼光谱可以从反射除样品的光中识别分子组合物而不破坏样品。
小包装中的大挑战
这些技术促进了对空气中细菌和真菌的即时检测和识别，但它们确实是检测病毒效率较低，包括SARS-COV-2。这主要是因为病毒非常小，这使得与空气采样器收集并难以给予少量DNA / RNA进行PCR分析。
研究人员正在努力解决检测空气传播病毒的局限性。在克拉克森大学(Clarkson University)的实验室，我们开发了一种低成本的生物气溶胶传感器和收集器，用于大规模生物气溶胶采样。这个电池驱动的采样器使用一个微型高压源电离空气中的病毒、细菌和真菌，并在表面收集它们。电离使生物粒子带上电荷。给收集表面相反的电荷使粒子粘在表面上。
来自我们收藏家的样品可以用新的分析便携式DNA / RNA序列，这允许附近即时的Bioaerosol检测用低成本，手持设备。
我的三凌机在哪里？
这些进展很快就能让人们用便携式设备检测已知病原体，如SARS-CoV-2。但它们离三录仪还远着呢。
首先，它们需要相对较高水平的病原体来检测。要想在较低水平上识别SARS-CoV-2这样的病毒(但足以用于疾病传播)，就需要开发检测下限较低的传感器。此外，这些传感器只能用于检测特定的病原体，而不能扫描所有可能的病原体。
虽然相当于“星际徒步旅行”的三级排序不在角落里，但对这种设备的需求从未如此。现在是在电子，计算和生物信息学领域所做的戏剧性进展的新传感技术出现的适当时期。当下一个新的病原体出现时，有一个三凌鼠方便，这将是很好的。
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