研究人员利用折纸传感器创造了一种激动人心的新技术，用于在废水中检测生物标志物。这项进展使得通过手机摄像头跟踪传染病成为可能。该测试设备价格适中且速度快，有潜力在未来的疫情情况下彻底改变公共健康响应。
废水作为追踪感染的关键工具
检查废水是评估社区内传染病传播的主要方法。研究人员从全国各地的废水处理设施收集样本，以确定哪个地区的感染水平最高。这项技术在COVID-19大流行期间被用于监测社区感染率并为公共健康策略提供信息。
克兰菲尔德大学生物传感与环境健康教授杨竹根领导了这些哨兵传感器的创建。这项工作建立在他2020年早期的研究基础上，旨在开发一种测试，以利用基于纸的技术结合紫外线光或手机摄像头在废水中检测SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）、流感A和B。
传统上，测试废水样本的最精确方法涉及到聚合酶链反应（PCR）测试等技术，这需要在专业实验室由受过专业训练的人员进行。这个过程要求样本必须以冷藏的方式收集、保存和运输到实验室，这可能需要几天时间，并且通常费用昂贵。
“折纸”折叠纸张测试由手机读取
新的测试方法快速、易用且便携。废水样本被施加到一张上面有蜡印的纸片上，这张纸片被折叠成“折纸”的形状。该纸包含对特定疾病标志物反应的化学物质，使纸张发出荧光色。结果可以快速解读，并通过手机摄像头捕捉数据。
杨教授将这种创新的方法作为国家COVID-19废水监测计划的一部分。在2021年疫情高峰时，他在靠近希思罗机场的四家隔离酒店进行了实地试验。从样本采集到结果报告的整个过程不到90分钟，而PCR测试大约需要四个小时。值得注意的是，测试是在一间酒店的地下室用最少的设备进行的。结果表明，这种新设备的准确性与PCR测试相当，但成本显著降低，同时也提供了早期警报，预示着社区传染病的存在。由于其简单性、可负担性和快速的结果输出，这对资源有限的地区尤其有益。
杨教授表示：“在COVID-19疫情期间，我们证实了迅速社区污水分析是一种有效的监测传染病和协助公共健康管理的方法。我们的简单测试只有1英镑，并利用手机摄像头这一广泛可用的功能，使其易于获取。这可能会改变我们预期疾病发生的方式，并增强未来疫情期间的公共健康。”
该设备在伦敦科学博物馆进行了展示，表彰其在COVID-19危机期间对国家废水监测计划的贡献。
这项测试的进一步发展得到了Leverhulme信托研究领导方案和生物技术与生物科学研究委员会的资助。未来，它可能会用于监测新变种，评估它们是否继续在社区中传播，以及从综合健康的角度追踪抗微生物耐药性。
“纸微流控哨兵传感器使社区环境中的废水监测快速和现场化”已发表在期刊《细胞报告物理科学》中，来自格拉斯哥大学和中国浙江大学的科学家们对此做出了贡献。
