如何检测口罩上的病毒物质！？

2022年09月22日 14:25 来源：布鲁克（北京）科技有限公司

在所有防疫措施中，在个人防护方面，口罩的作用不容否认，但除此之外，口罩或许还具有一种“隐藏价值”。

由于口罩上附着了环境颗粒和呼吸道气溶胶，因而其可能适用于早期感染检测。为验证这一假设，乌尔姆大学的科研人员（Schorer等人，2022年）就一次性口罩的直接取样方法进行了试验。

口罩 — 不只是个人防护工具

他们使用了一种将衰减全反射红外光谱（ATR）及数据分析与多元统计算法相结合的试验方法。

由于不具有破坏性、快速高效且具有成本效益，红外光谱技术尤其适用于这项研究。此外，该技术还能够可靠地提供相关大量有机和无机物质的分子信息。

首先，研究人员在口罩上喷洒水、蛋白质（BSA）和病毒样颗粒（VLP）。然后，待口罩干燥后，使用配备单次反射ATR附件的布鲁克ALPHA II对其进行检测（图1)。

图1: 实验装置（Schorer等人，2022年）

通过FT-IR与多元统计算法结合，他们对各个成分的光谱信号进行了分类。他们创建了一套具体模型，以演示鉴定和区分过程（图2）。

图2：使用ALPHA II采集的红外光谱图（左图）和PLS模型（右图）（Schorer等人，2022年）

该模型（图2）明确反映了这两类物质（BSA和VLP）之间的差异。这表明，即使基于极小的光谱差异，也能实现病毒检测及潜在鉴别。通过这项研究，Schorer等人（2022年）为病毒检测引入了一套新工具。

主要优势有哪些？

与其他方法相比，这种新方法具有以下重要优势：

•无需耗时地样品制备

•不会产生大量浪费

•操作人员不必经过专门培训

•最重要的是：无需进行令人难受的鼻咽拭子采集

Schorer等人（2022年）提到了这种新FT-IR方法的多个潜在用例，其中，医疗卫生部门可能是一个主要的受益者。

目前，医院及疗养院的医护人员的工作已极度饱和。在新冠疫情期间以及常见呼吸道疾病多发季节，这种方法或许能有效地缓解其工作压力。

虽然布鲁克与Schorer等人（2022年）的这项研究并无任何关联，但我们认为其研究方法颇有价值。因此，我们希望与我们的用户予以分享，以便了解ALPHA II在其中发挥的关键作用。

关于ALPHA II的作用

在任何类型的模型创建中，都有一条默认的规律：模型的质量至多与其源数据齐平。

一般而言，研究人员很少去评判其FT-IR仪器的光谱性能。然而，布鲁克光谱仪的可靠性和光谱精度已在众多实践中得到证明。

在此情况下，我们希望强调这一点，因为要进行主成分分析和建立PLS模型，就需要使用最高精度的原始数据。在此方面，ALPHA II能带来出色的基线稳定性和x轴校正效果（图3）。

图3：ALPHA II基线重复性与标准FT-IR光谱仪的基线重复性相比较（TR，4 cm-1，20秒测试）。

布鲁克光谱仪被应用于这项激动人心的创新研究，让我们感到十分兴奋，同时，我们也希望进一步探索有关佩戴口罩的其他不为人知的裨益。对此，您是否还有其他疑问？欢迎与联系我们。

参考文献：

Schorer, V.、Haas, J.、Stach, R.等人。《利用红外光谱技术，对防护口罩表面的病毒物质进行直接检测》。Sci Rep 12, 2309 (2022).

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