一种利用源自骆驼的纳米抗体进行的 COVID-19 快速呼气测试可在不到一分钟的时间内得出结果。位于圣路易斯的华盛顿大学的科学家们开发出了一种呼气测试仪，可以快速识别感染了导致 COVID-19 病毒的人。该装置只需一到两次呼吸，不到一分钟就能得出结果。

圣路易斯华盛顿大学高级科学家本杰明-萨姆林（Benjamin Sumlin）博士对着该校研究人员设计的设备吹气。该设备是一种使用生物传感器的呼气测试仪，可作为医生办公室的一种工具，用于快速诊断感染 COVID-19 病毒的患者。图片来源：查克拉巴蒂实验室/华盛顿大学

这项研究已在线发表在《ACS 传感器》杂志上。同一组研究人员最近在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上发表了一篇论文，介绍了他们制造的空气监测器，该监测器可在约五分钟内检测出医院、学校和其他公共场所空气中的 SARS-CoV-2 病毒（导致 COVID-19 的病毒）。

这项新研究是关于一种呼气测试，它可以成为医生办公室用于快速诊断病毒感染者的工具。如果出现新的 COVID-19 株系或其他通过空气传播的致病性疾病，这种设备也可用于在公共活动中筛查人群。研究人员说，这种呼气测试还有可能帮助防止在许多人近距离生活或互动的情况下爆发疫情，例如在船上、养老院、大专院校的宿舍或军事基地。

共同通讯作者、麦克尔维工程学院能源、环境与化学工程哈罗德-D-乔利职业发展副教授 Rajan K. Chakrabarty 博士说："使用这种检测方法无需鼻拭子，也无需像家庭检测那样等待 15 分钟才能得到结果。人只需对着设备中的管子吹一口气，电化学生物传感器就能检测出病毒是否存在。大约一分钟就能得到结果"。

该设备中使用的生物传感器改编自圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们开发的一种与阿尔茨海默病相关的技术，用于检测小鼠大脑中的淀粉样蛋白 beta 和其他与阿尔茨海默病相关的蛋白质。医学院的神经学教授约翰-R-西里托（John R. Cirrito）博士和精神病学副教授卡拉-M-于德（Carla M. Yuede）博士也是这项研究的共同通讯作者，他们使用一种纳米抗体（一种来自骆马的抗体）来检测导致COVID-19的病毒。

Chakrabarty 和 Cirrito 说，这种呼气测试可以改良，以同时检测其他病毒，包括流感和呼吸道合胞病毒（RSV）。他们还认为，他们可以在收到任何新出现的病原体样本两周内开发出一种生物检测器。

Cirrito 说："这有点像对受损司机进行的酒精测试。举例来说，如果人们要排队进入医院、体育场馆或白宫情况室，15 分钟的鼻拭子检测是不现实的，而 PCR 检测则需要更长的时间。此外，家庭测试的准确率约为 60% 至 70%，而且会产生大量假阴性结果。这种设备将具有诊断准确性"。

研发历程

2020 年 8 月，在流感大流行的第一年，研究人员从美国国立卫生研究院（NIH）获得了一笔资助，之后便开始研究这种使用 3D 打印机制造的呼气测试设备。获得资助后，他们在实验室和华盛顿大学传染病临床研究室测试了原型。研究小组还在继续测试该设备，以进一步提高其检测人体内病毒的功效。

在这项研究中，研究小组对 COVID 阳性者进行了测试，每个人向设备呼气 2 次、4 次或 8 次。呼气测试没有产生假阴性，每个受测者呼气两次后就能得到准确的读数。临床研究正在进行中，将对 COVID 阳性和阴性个体进行测试，以进一步测试和优化该设备。

研究人员还发现，呼吸测试成功地检测出了SARS-CoV-2的几种不同菌株，包括原始菌株和omicron变种，他们的临床研究正在测量圣路易斯地区的活跃菌株。

为了进行呼气测试，研究人员将一根吸管插入设备中。病人对着吸管吹气，然后呼吸产生的气溶胶就会聚集到装置内的生物传感器上。然后将该装置插入一台小型机器，该机器会读取生物传感器发出的信号，在不到一分钟的时间内，机器就会显示出 COVID-19 的阳性或阴性结果。

临床研究仍在继续，研究人员很快就计划在华盛顿大学传染病临床研究室以外的诊所使用该设备。此外，总部位于纽约的 Y2X 生命科学公司拥有该技术的独家许可权。该公司从项目一开始就与研究团队进行了磋商，并在设备的设计阶段为将来可能的商业化提供了便利。