气溶胶新冠病毒监测系统:“嗅出”空气中的危险

来源:中国数字科技馆
  提起新冠病毒,大家是不是都还心有余悸?新冠病毒至今没有从世界上消失,冬奥会上人员大量聚集,应当如何确保体育馆内的人员不感染病毒,并实时监测到场馆情况呢? 
  “相约北京”系列冬季赛事北京赛区(海淀)测试赛现场有一项“黑科技”可以解决这一难题——公共空间生物气溶胶新冠病毒监测系统。
  听到这个名字,大家可能会想,气溶胶和新冠病毒有什么关系呢?气溶胶新冠病毒监测系统是如何工作的呢?这两个问题的解答都离不开对气溶胶的理解。那什么是气溶胶呢?
  气溶胶有小小的个头,能飞也会飘。大家可能都有过这种经历:走在空无一人的楼道或者路上,明明身边没有人,但是依然可以闻到淡淡的烟草味。我们闻到的其实是烟草燃烧后形成的颗粒。这种在空气中稳定、分散、悬浮的固体或者液体小颗粒就是气溶胶。这类物质因空气与颗粒之间“如胶似漆”的状态而得名。
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气溶胶示意图  图片来源/视觉中国
  一般来说,气溶胶是指固体或液体的小质点,分散并悬浮于气体介质中的一种胶体体系。在分散体系中一般分散相是液体或者固体的小质点,分散介质是气体。一般分散的小质点大小为0.001-100μm。其中固体气溶胶即通常所说的烟。
  气溶胶伴随着生活而存在,正常空气中的云、雾和尘埃,以及工业生产中的锅炉排放出的气体、汽车排放的尾气,都是气溶胶。此外,在采石场、粮食生产加工过程中所产生的粉尘,都有气溶胶的存在。军事烟雾弹或者毒气弹的烟雾,也都属于气溶胶的利用。
  从字面理解气溶胶,所谓气溶是指固体或液体的小质点在空气中溶解,胶是指粘着、粘附,指小质点与空气互相粘着、粘附,随着气体进行传播和流散。
  气溶胶与新冠病毒有什么关系呢?我们先来说说我们的日常呼吸,呼吸相较于咳嗽、说话、打喷嚏来说是最平常的活动,你可不要小瞧呼吸!在呼吸的时候,肺部在做雾化,雾化的颗粒极其小,所以就算新冠病毒感染者不咳嗽、不打喷嚏、不说话都会释放出携带新冠病毒的气溶胶。因此,监测气溶胶是否带有新冠病毒至关重要。一定意义上,只要了解了气溶胶的安全状况,就可以轻松、高效地掌握体育馆内的人员身体情况。 
  面对无孔不入的气溶胶,气溶胶新冠病毒监测系统就是首都体育馆的“安全卫士”。这套系统通过半个小时到一个小时的工作,就可以出具气溶胶检测结果,能够迅速便捷地发现首都体育馆内是否有气溶胶新冠病毒阳性。
  完成气溶胶新冠病毒的监测有两个环节,需要两类机器,分别是生物气溶胶采样器和气溶胶新冠病毒检测设备。
生物气溶胶采样器,如何确保体育馆内的人员不感染病毒,气溶胶和新冠病毒有什么关系呢
图1生物气溶胶采样器
(图片来源/北京新闻广播记者郭雅婧拍摄的采访赵成芳视频中截取)
  图1白色的机器是气溶胶的空气采集设备,“相约北京”系列冬季赛事北京赛区(海淀)测试赛中,首都体育馆一共安排了10个点位的气溶胶采集的点位,每个点位收集半个小时左右的空气,在收集好了之后就把空气的样本放置于黑色的机器上,图2黑色的机器就是气溶胶检测的设备。它能够将空气中新冠病毒颗粒采集至检测芯片,再由核酸分析仪自动进行核酸提取,最快可在30分钟左右的时间里就能够呈现出首都体育馆气溶胶新冠病毒监测的结果。
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图2气溶胶检测设备
(图片来源/北京新闻广播记者郭雅婧拍摄的采访赵成芳视频中截取)
  整个过程就是生物气溶胶采样器将空气颗粒采集到检测芯片上,由核酸分析仪对其自动进行提取、检测,然后生成检测报告,快速实现“样品入—结果出”式的新冠病毒高灵敏检测。而后将检测数据上传到智慧防控平台上,形成可视化的数据和路线图。这样在比赛过程中,一旦有新冠肺炎疫情突发事件发生,就可以根据检测结果对在这个空间内密切接触的人员,迅速采取科学有效的隔离和防控措施,从而避免新冠病毒的扩散。
  智能、安全的气溶胶新冠病毒监测系统即将在2022年的冬季奥运大放异彩,让我们翘首以盼吧!
  撰文:李鹏
  编辑:刘昭
  科学性审核:刘富强  流行病与卫生统计学博士,主任医师,湖南省疾病预防控制中心应急办主任
本文来自:中国数字科技馆
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