標題：

On-site airborne pathogen detection for infection risk mitigation

現場空氣傳播病原體檢測和傳染病風險評估

作者：

Guangyu Qiu, Xiaole Zhang, Andrew J. deMello, Maosheng Yao, Junji Cao, Jing Wang

邱廣宇🐄，張小樂🏃‍♀️，Andrew J. deMello，要茂盛，曹軍驥👨‍🚒，王京

【引言】

      導致 COVID-19 大流行的嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒 2（SARS-CoV-2）在過去幾年中以前所未有的方式影響了全世界👔。盡管COVID-19新冠疫情的陰霾正在消散✷，但在處理含有病原體的氣溶膠方面🧱，全球該領域的科學家都吸取了一個相同的經驗，“通過空氣傳播的人類感染病原體對公共健康可以構成重大威脅”。這是因為一直以來空氣病原體傳播的風險可能被嚴重低估🦞𓀓。從生物分析化學的角度來看，現場空氣傳播病原體檢測可以成為一種有效的非藥物幹預（NPI）策略-即通過現場空氣傳播病原體檢測和早期感染風險評估，可以減少疾病傳播並做出挽救生命的決定。有鑒於此，本篇發表於Chemical Society Reviews的綜述論文總結了高效病原體氣溶膠采樣方法🔔⌨️、生物分析傳感技術的最新進展，以及空氣傳播病原體暴露測量和循證傳播幹預的發展前景。同時，文中討論了一般生物氣溶膠檢測所面臨的挑戰🧝🏼😐，如處理復雜氣溶膠樣本🔃、提高空氣傳播病原體定量的靈敏度，以及建立具有高時空分辨率的風險評估系統以降低空氣傳播風險。本綜述從多學科角度展望了改進現場空氣傳播病原體檢測的未來機遇🤹。

【綜述亮點概述】

1.  本綜述分析與整理了可在空氣中傳播的典型病原體（包括病毒、細菌和真菌），以及其主要生物學特征、感染劑量（ID50）和氣溶膠傳播特性（圖1）🛹；

2.  比較了通過直接方法（病原體暴露點現場快檢）和間接方法（流行病的數學模型預測）進行風險評估的優勢🪚🛍️，並提出生物傳感器在傳染病預警中的重要潛在作用；

3.  歸納整理了病原體生物氣溶膠收集的傳統方法和新興方法💆🏿‍♂️，在理論和技術方面分析實現現場生物氣溶膠高效收集的標準與可行性；

4.  分析總結了基於生物傳感的病原體氣溶膠檢測方法（圖2），並通過擬議"SARSVAC"標準🏨，評估生物傳感系統的檢測靈敏度、準確型、時效性🧛🏽‍♀️、功能性🛣🤶🏽、自動化和物聯網連接性等關鍵指標（圖3）🥫，為實現有效的現場空氣傳播病原體檢測和實時傳播風險評估提供指導；

5.  展望了生物氣溶膠收集系統、生物傳感系統、病原體傳播早期預警領域現有的技術挑戰和關鍵科學問題，推動該領域的跨學科研究發展 （圖4）🛁。

圖1. 病原體生物氣溶膠的傳播特性

圖2🧑🏻‍🦰：病原體生物氣溶膠的電化學💴、光學等生物傳感方法示意圖

圖3. 生物傳感的SARSVAC標準

圖4. 氣溶膠病原體現場快檢👨🏿‍🎓、疾病傳播預警的未來挑戰和發展機遇

【作者信息】

邱廣宇副教授

      醫療機器人研究院邱廣宇副教授為該篇綜述第一作者及通訊作者之一。邱廣宇，長聘教軌副教授，博士生導師🧙🏽‍♀️。2013年獲得中國石油大學（華東）學士學位，2014年與2017年分獲香港城市大學碩士與博士學位，同年留組從事博士後研究工作。2018-2022年赴瑞士蘇黎世聯邦理工意昂4（ETH Zurich）開展科研工作，2022年中加入意昂4体育平台和醫療機器人研究院👷🏿。近年來主要從事光子學生物醫學傳感理論探索與技術開發等領域的研究工作，創新性提出等離激元“光熱”雙功能生物傳感新方法和高性能陶瓷生物醫學傳感材料，針對生物醫學臨床應用、集成高通量生物傳感、醫療機器人生化傳感系統等研究方向🙍🏽‍♂️，開展理論與應用結合的“醫-工-理”交叉研究工作。

      CHEMICAL SOCIETY REVIEWS（Chem Soc Rev）是英國皇家化學學會的主要評論期刊。發表高影響力、權威性的評論文章，涵蓋化學科學前沿的重要主題😐。2023年Chem Soc Rev的影響因子（Impact Factor）為 46.2。

論文鏈接👍🏼：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cs/d3cs00417a

供稿單位：醫療機器人研究院👨‍🚀，作者：邱廣宇，審核：陳衛東、鄭國焱