可能有一天，一種新的監視COVID-19的工具就在您的鼻子下面。加利福尼亞大學聖地亞哥分校的研究人員正在開發一種變色試紙，該試紙可以貼上在面罩上，用於檢測使用者的呼吸或唾液中的SARS-CoV-2。

該專案從美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）獲得了130萬美元的資助，旨在為COVID-19感染提供簡單，負擔得起且可靠的監視，該監視可以每天進行，並且可以在資源匱乏的環境中輕鬆實施。它是NIH針對COVID-19的診斷自由基快速加速（RADx-rad）計劃的一部分。

加州大學聖地亞哥分校雅各布斯工程學院奈米工程學教授，該專案主要負責人傑西·約克斯特說：“從很多方面來說，面罩都是當今世界上理想的'可穿戴式'感測器。” “我們將許多人已經穿著的衣服重新使用，以便我們能夠快速，輕鬆地發現新的感染並保護脆弱的社群。”

該團隊將建立可貼上在任何口罩（N95，外科手術或布）上的測試條或貼紙。它們將被設計為檢測由SARS-CoV-2病毒感染而產生的蛋白質裂解分子（稱為蛋白酶）的存在。

這個想法是，當使用者透過口罩呼吸時，包括SARS-CoV-2蛋白酶（如果使用者被感染）在內的顆粒將積聚在試紙中。在一天結束時或在更換口罩期間，使用者將進行測試。試紙配有一個泡罩包裝，使用者可以擠壓該泡罩包裝，釋放出在SARS-CoV-2蛋白酶存在下會變色的奈米顆粒。試紙上的控制線將顯示陽性結果的外觀。這將類似於檢查家庭妊娠試驗的結果。

Jokerst指出，這些測試條並不能取代當前的COVID-19測試協議。

他說：“將其視為監視方法，類似於在房屋中安裝煙霧探測器。” “這只是每天在後臺執行，如果被觸發，那麼您就會知道存在問題，那就是您可以透過更復雜的測試來研究它了，”

可以透過卷對卷工藝輕鬆批次生產測試條。這樣可使每條鋼帶的成本降至幾美分。喬克斯特說：“我們希望它能夠負擔得起的日常測試費用。” 他說，這將使高風險設施，例如團體住房，監獄，透析診所和無家可歸者收容所，能夠更早或更頻繁地監測新感染，以減少傳播。

Jokerst與UC聖地亞哥醫學院的研究人員合作，首先對COVID-19陽性唾液樣本進行測試，然後對退伍軍人事務聖地亞哥醫療系統的患者和醫護人員進行測試。

團隊的共同研究人員是VA San Diego Healthcare System的臨床醫學教授，心臟病學家William Penny，婦產科，生殖科學教授Louise Laurent以及兒科，生物工程和計算機科學與工程教授Rob Rob ，以及聖地亞哥加州大學微生物學創新中心主任。

應對未來爆發的潛在工具

Jokerst說，這項技術可以轉化為未來的冠狀病毒爆發。“我們在這裡檢測到的蛋白酶與2003年的原始SARS病毒和MERS病毒的感染中存在的蛋白酶相同，因此可以想象我們以後還能從這項工作中受益並不難未來的大流行應該會發生。”

即使正在進行疫苗接種工作，這種監視方法也可以部署在世界上尚無疫苗或仍受限制的地區。

材料科學方法掩蓋安全

除了這項工作之外，Jokerst和他的團隊與加州大學聖地亞哥分校奈米工程教授Ying Shirley Meng合作，對口罩進行了深入研究，以回答在大流行初期浮出水面的一個令人擔憂的問題：N95呼吸器能否安全地重複使用消毒後

他們發現答案是肯定的。

自從COVID-19大流行開始以來，醫護人員一直面臨個人防護裝置短缺的問題。美國各地的研究人員和醫療中心已經找到了對N95防毒面具進行消毒和再利用的方法，以幫助在第一線工作的醫護人員安全。Jokerst，Meng及其同事想確切地研究呼吸器重複使用的安全性和有效性。

詳細介紹這項工作的論文發表在ACS Applied Materials＆Interfaces上。加州大學聖地亞哥分校材料科學博士學位 學生Wonjun Yim是該研究的第一作者。

加州大學聖地亞哥分校的研究人員研究了去汙前後N95和KN95防毒面具的材料科學特性-該過程涉及將防毒面具在70°C（158 F）的烤箱中一次加熱30分鐘，總計三倍。他們使用了一種過濾裝置來計算呼吸器捕獲的空氣中有多少顆粒。他們還在電子顯微鏡下檢查了呼吸器的纖維。

研究小組發現，在進行熱處理之後，呼吸器能夠過濾掉90％的空氣中顆粒物-比其最初的95級略有下降。他們還沒有看到纖維的結構，密度或寬度的變化。

約克斯特說：“這些口罩比人們想象的要更可重複使用。這是一個很好的知識，要知道它們在多次加熱後仍能提供有效的保護。”

他說：“人們現在不瞭解當你整天用一塊布呼吸時會發生什麼。” “這些研究將為我們思考如何以更安全，更智慧的方式使用口罩奠定基礎。”