北大在生物气溶胶实时监测研究上取得重要突破

　　近日，北京大学环境科学与工程学院要茂盛研究员、朱彤教授和化学与分子工程学院郭雪峰研究员在生物气溶胶实时监测上的合作研究取得突破，成果以论文“Integrating Silicon Nanowire Field Effect Transistor, Microfluidics and Air Sampling Techniques for Real-time Monitoring Biological Aerosols”在线发表在环境科学与技术(ES&T)刊物上 (http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/es1043547)。

　　生物气溶胶包括空气中的病毒、细菌等的暴露造成了严重的健康问题，包括2003的SARS、2009年的H1N1流感等。此外, 国际上局部区域动荡不安，高致病微生物作为大规模杀伤性武器的可能性日益升高。科学界长期致力于开发空气中致病原的在线监测技术，但在检测时间和甄别生物物种上存在着挑战。

　　北大研究人员通过集成高效的空气采样、微流控样品输送和硅纳米线生物传感器等技术实现了空气中流感病毒(H3N2亚型)的在线检测。研究指出当空气中出现流感病毒时，该系统能够在短时间内(1-2分钟)报警， 并可以通过无线网络传输系统将检测信号发送到远程接收平台如手机和电脑;而当干净空气通入时没有明显检测信号。系统的选择性也通过流感病毒亚型H1N1和过敏原等得到了验证。

　　该研究采用了高效的气溶胶转化为水溶胶的采集方法，病毒抗体修饰的硅纳米线生物传感技术及检测信号放大和传输等跨学科先进技术和方法。论文还指出通过对样品的基因扩增(常常达几个小时)也发现含较高浓度的病毒对应着较强的检测信号。

　　该项研究巧妙地将空气中的生物危害转化为可视的电信号，在检测时间和物种的甄别上迈出了重要的一步，为生物气溶胶的实时检测开辟了崭新的科研手段和研究思路。

　　论文也指出，对集成单元的进一步改进可使得该系统有望在实际环境中如在军事反恐、医疗卫生机构、机场等公共场所等得到应用。这是北大环境与健康研究团队在2011年的又一项重要研究成果。做为共同通讯作者，要茂盛、郭雪峰研究员是北京大学“百人计划”项目引进的青年人才，朱彤教授是长江特聘教授、北大环境与健康研究中心主任。论文的共同第一作者包括研究生申芳霞、博士后谭苗苗、王振兴， 其他合作作者还包括研究生王金东、武艳、徐振强。