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如何检测口罩上的病毒物质!?

时间:2022-09-22      阅读:540

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)。


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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)。


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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)。


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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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