新型液体涂层空气过滤器可以改善空气传播病原体的早期检测和分析

缅因大学和马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员设计了新的液体涂层空气过滤器，可以更好地早期检测和分析空气中的细菌和病毒，包括导致COVID-19的细菌和病毒。该团队已在该杂志上发表了他们的发现ACS应用材料与界面．

而传统的空气过滤器有助于控制疾病的传播公共空间就像医院和旅游中心一样，它们很难让捕捉到的病原体存活下来进行测试。这种效率低下会抑制科学家早期识别生物威胁的能力，从而阻碍任何应对和保护措施。

由UMaine生物医学工程副教授凯特琳·豪厄尔(Caitlin Howell)领导的研究团队开发了一种带有液体层的复合膜，用于过滤，更适合捕捉存活的细菌和病毒样本进行分析。他们模仿猪笼草的膜，猪笼草有一个光滑的边缘和内壁，可以让昆虫掉下来，困在它的消化液中。通过保持细菌和病毒研究人员说，他们的新型液体涂层空气过滤器可以加强空气采样工作，早期病原体检测和国家安全的生物监测。

“我认为，对于我们的病人和我们作为护理人员来说，这项技术将给我们信心，让我们在进行护理时更安全，”东区紧急医疗研究所的医学主任罗伯特·鲍伊博士说。“知道我们已经改善了安全，这让我们更容易离开我们所爱的人，去工作照顾别人。”

研究人员开发了多种含有液体涂层膜技术的过滤器，并测试了它们保存和释放大肠杆菌的能力;SARS-COV-2，导致COVID-19的病毒;以及攻击中枢神经系统的JC多瘤病毒。

他们特别发现空气中的病原体被高效微粒空气(HEPA)过滤器捕获膜比那些没有。

“在大流行的早期阶段，我们实时观察到有多少问题是由没有人知道空气传播的病毒在哪里和不在哪里引起的。我们有一个可以开始解决这一需求的系统，所以我们有责任站出来提供帮助，”豪厄尔说。

该项目是横跨生物医学工程、化学工程和微生物学领域的重大跨学科努力。第一作者丹尼尔·里根首先提出了液体涂层空气过滤器的最初概念细菌基于与军事研究人员的对话，以及在医疗后送过程中检测潜在污染的担忧，他于2019年3月向他的论文委员会提交了含有气溶胶的研究报告。他还在2020年UMaine学生研讨会上发表了题为“优化液体门控膜用于生物气溶胶捕获和释放”的演讲，该演讲为他赢得了Susan J. Hunter博士总统研究影响奖。

当Howell、Maginnis、Schiffman和Holmes意识到这也适用于COVID-19大流行早期的含病毒气溶胶时，这一概念得到了进一步发展和完善。

里根说:“COVID-19不断提醒人们，生物监测能力为决策者提供了重要作用，可以为减少生物风险提供详细信息。”里根现在是华盛顿战略风险委员会下属的简·e·诺兰战略武器中心的研究员

“仅在去年一年，世界就经历了后果严重的病原体，包括猴痘的爆发、苏丹埃博拉病毒的死灰复燃以及呼吸道合胞病毒感染(RSV)的大量病例。对病原体早期预警的需求非常大，我们希望对液体涂层空气过滤器的进一步投资可以帮助提高气溶胶检测的生物监测能力。”