一、研究背景
　　在国家全面推进精准防控与科技抗疫的背景下，迫切需要构建一种具备超高灵敏度、自动化、适用于空气样本分析的新型新冠病毒气溶胶检测平台。该平台需填补现有防控技术在“环境传播监测”环节的空白，有助于实现疫情潜在传播源的快速识别与动态预警，为防疫决策提供技术支撑，从而实现“小范围、快响应”的高效疫情控制目标，确保社会稳定运行和经济持续发展。
　　二、研究内容
　　项目由赛纳生物科技（北京）有限公司,清华大学,北京市疾病预防控制中心（北京市预防医学科学院、北京结核病控制研究与防治所）,北京工匠生物科技有限公司共同承担。围绕境外输入引发的疫情中气溶胶传播路径难以监测的问题，本项目聚焦于机场、隔离点、冷链物流中心等“疫情防控高风险空间”，开展了针对新冠病毒气溶胶的超灵敏自动化监测系统的研究与开发。针对空气中病毒颗粒极其稀少、核酸检测流程复杂等核心技术挑战，项目团队从气溶胶采集、高效核酸提取、高灵敏核酸扩增到全集成系统设计四个关键环节入手，构建起一个完整的气溶胶病毒检测技术体系。
　　项目依托团队在微流控技术和分子诊断领域的长期积累，创新性地开发出一系列原创核心技术：包括基于氨基修饰滤纸的高效核酸提取与原位扩增一体化技术，可实现病毒核酸的高富集与高保真保留；基于四引物设计的重组酶扩增（RPA）策略，有效提升了扩增反应的特异性与灵敏度；以及构建了具备“三维可拓展”结构的全集成微流控芯片平台，实现采样、提取、扩增和检测全过程的自动化、闭环化操作。
　　通过多技术融合与系统集成，项目成功开发出一套新冠病毒气溶胶快速检测系统，检测灵敏度可达20 copies/mL，相较于传统qPCR或商业一体化仪器提升近10倍，显著提高了对低浓度气溶胶中病毒的识别能力。该系统为实现高风险场所疫情早期预警和防控提供了重要技术支撑，有效填补了我国在新冠病毒气溶胶环境监测领域的技术空白。
　　三、研究成果
　　公共空间生物气溶胶新冠病毒监测系统由便携式气溶胶采集器和一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪两部分组成。气溶胶采集器空气流量达到400升/分钟，颗粒收集切割点为0.75微米，病毒富集效率高。一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪采用微流控平台结合新型核酸提取与扩增技术，使新冠病毒的检测灵敏度达到20拷贝/毫升，比常规qPCR方法灵敏10倍（常规方法是200拷贝/毫升）。全流程分析时间小于45分钟，实现自动化和全封闭式的新冠病毒检测。整套系统配合使用，可以实现对公共空间内气溶胶新冠病毒的高效监测。
　　四、成果示范应用情况
　　1、在2022年北京冬奥会和冬残奥会上的应用。团队利用气溶胶新冠病毒监测系统，检测了包括国家体育馆、国家游泳中心、首都体育馆、五棵松体育馆和主媒体中心等场馆热点空间共计348个点位的气溶胶样本，其中检出弱阳性样本4例，均及时与防疫部门配合，加强场馆消杀，保证了冬奥测试赛事的安全举办。
　　2、在北京地坛医院的应用。团队利用该检测系统对地坛医院热点区域空气中新冠病毒进行了为期27天的监测，检测了包括闭环内病房、病房外走廊和一脱间以及闭环外休息室、更衣室、医生办、卫生间、院感办公室和院感库等区域共437例气溶胶样本。
　　3.推动成果转化应用。北京梓晶生物科技有限公司负责该项目的仪器系统和试剂耗材的生产，并提供检测服务。在项目实施过程中，企业成功将技术成果转化为商业化产品，并在疫情防控期间通过多项实际应用，提升了气溶胶检测技术的水平，推动了企业的发展。在生产能力方面，企业已成功实现气溶胶新冠病毒核酸检测系统的小批量生产，共生产了25台检测仪器，并对生产工艺进行了初步优化。在检测耗材方面，企业也建立了微流控检测卡盒的流水线式生产工艺，实现了日产300个的生产能力。通过冬奥会的示范效应，企业总结了实际应用经验，并在技术的准确性、稳定性和可操作性方面持续提升。

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