前言

人畜共患病通过人类接触野生动物和牲畜，在历史上给人类造成了重大的生命损失和高昂的社会成本。具有讽刺意味的是，它也加速了生物医学的发展，如疫苗和抗体药物。然而，严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、2019年新型冠状病毒(SARSCoV2)和甲型流感病毒(H1N1)是21世纪出现的强大而具有传染性的病毒。在2002年的一次疫情中，非典感染了全球超过8，000人，并导致了超过700人死亡。MERS-CoV影响了27个国家的2，200多人，相关死亡率为35%。迄今为止，全球感染SARS-CoV2的人数约为3000万。美国疾病控制和预防中心(CDC)估计，自2010年以来，流感病毒每年导致920万至3560万人患病，14万至71万人住院，12，000至56，000人死亡。防止流行病传播的努力已经持续了几个世纪。然而，除了隔离感染者、消毒可疑污染物、戴口罩和洗手之外，还没有创造出有效的方法。

研究内容

韩国的研究人员开发了一种现场适用的系统来应对这些挑战，该系统收集液体中的空气传播病毒，同时在实时qRT-PCR设备的检测限以上富集收集的病毒。采用静电空气采样器和固定有刀豆球蛋白A (ConA)包被的磁性粒子(CMPs)的富集通道来获得高的电导率。用这种方法，低浓度雾化金黄色葡萄球菌(4.75×106 CFU/1立方米空气，CFU:菌落形成单位)细菌转化为高浓度细菌(5.66×106 CFU/1毫升液体)。

实验方法

在不同的空气流速(4、6、8和10升/分钟)和外加电压(-7、-6、-5、+5、+6和+7千伏)下测试了ATH采样器的气溶胶收集效率。三种传染性空气传播病毒(HCoV-229E、A/H1N1和A/H3N2)用于评估我们的方法。在冰袋上解冻后，将每种病毒原液与45毫升去离子水混合。为每种病毒准备了各种浓度，以评估系统的性能。混合溶液(总体积:50毫升)用科利森型雾化器雾化。供应到雾化器的清洁空气的流速为2升/分钟。扩散干燥器用于去除雾化病毒中的湿气。在去病毒化的病毒通过中和器后，产生玻尔兹曼电荷分布。中和的病毒用干净的空气稀释，放入ATH采样器，其流速由气泵调节。ATH采样器的总空气采样流速为4–10升/分钟。

（a）空气传播病毒取样和浓缩试验的总体实验装置。(b) 3D示意图和(c)快速PCRA取样和同时浓缩综合系统照片。

(a)由SMPS测量的空气传播病毒(HCoV-229E、A/H1N1和A/H3N2)的大小分布，(b)根据变化的空气流速和施加的电压的病毒(HCoV-229E)收集效率，(c)根据变化的空气流速和对HCoV-229E施加的电压的ATH EC，(d)根据变化的施加电压(10升/分钟的空气流速)的病毒(A/H1N1和A/H3N2)收集效率。

结论

一个空气采样器和一个附加的富集通道集成手持系统被开发用于现场环境中的现场病毒风险评估。气溶胶计数法和实时定量逆转录聚合酶链反应分析表明，该系统可以将雾化的HCoV-229E、A/H1N1和A/H3N2颗粒富集10-6倍以上。研究中最令人印象深刻的特征是，在病毒流行情况下收集的不可检测的ATH病毒样本在10分钟内通过高温高压富集过程转化为可检测的样本。因此，该系统可用于空气传播病毒浓度非常低的野外环境，以高效、快速地监控空气传播病毒。系统的局限性在于高温高压浓缩需要额外材料的准备步骤。因此，在未来，研究人员目标是开发一种具有足够高的ATH浓缩能力的空气采样器，而不受浓缩通道的影响。

https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112656。