通過一個“熱水壺”形狀的便攜式氣溶膠采集器，快速采集氣溶膠樣品后，送入到一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測儀，進行檢驗后儀器報告樣品的檢測結果，整個流程不到45分鐘就完成了。
這是清華大學醫學院研究員劉鵬向《中國科學報》介紹的“科技冬奧”專項——“生物氣溶膠新型冠狀病毒監測技術”成果。
在境外病例輸入引發的疫情傳播中，通過環境傳播如氣溶膠和物體表面是非常重要的傳播途徑。因此，對典型環境中的氣溶膠進行新冠病毒監測，可彌補現有疫情防控策略的不足，對保障冬奧會的順利召開、做好疫情安全保障具有重要意義。
在北京市科委、中關村管委會的支持下，自2020年10月以來，清華大學醫學院劉鵬、生命學院王建斌、藥學院白凈衛聯合北京大學要茂盛和黃巖誼、中國醫學科學院病原生物學研究所任麗麗和昌平實驗室等，承擔了北京市“科技冬奧”專項任務，針對新冠疫情發展的新趨勢和新挑戰開展應急攻關，開發完成了公共空間生物氣溶膠新冠病毒核酸監測系統。
劉鵬介紹，生物氣溶膠新冠病毒核酸監測系統由便攜式氣溶膠采集器和一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測儀兩部分組成。
其中，氣溶膠采集器由北京大學環境學院要茂盛團隊開發完成。該采集器空氣流量達到400L/min，顆粒收集切割點為0.58微米，病毒富集效率高，為國內同類產品最高；一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測儀則由劉鵬團隊開發完成。
該系統采用微流控平臺結合新型核酸提取與擴增技術，使新冠病毒的檢測靈敏度達到20拷貝/毫升，比常規qPCR方法靈敏10倍，而常規方法是200拷貝/毫升。
“也就是說，常規方法在檢測時，需要每毫升樣品中至少有200個病毒，而采用我們的系統，樣品中只要有20個病毒，就可以檢測出來。”劉鵬表示。
此外，該系統相對傳統檢測方法，還具有高效性特點。劉鵬介紹：“該系統檢測時，全流程分析時間小于45分鐘，可實現自動化和全封閉式的新冠檢測。”
2021年4-7月期間，該系統在北京地壇醫院進行了超過100例樣本的臨床測試驗證，測試結果顯示該系統陽性檢出率達到現有實時熒光定量PCR體系檢出率的三倍。
為了進一步推動該技術在北京冬奧會上的應用，由北京市科委、中關村管委會牽頭，會同北京市疾控中心、市藥監局、市場監督管理局、市計量院等單位和各方面的專家學者，明確了該技術的市場準入條件和使用中的安全性問題。
2021年8-9月，北京市計量檢測科學研究院完成了生物氣溶膠采樣器和一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測系統兩項產品的第三方測試，明確該系統具備了上市銷售的條件。
在此基礎上，在2021年10月-12月期間，研究團隊先后在首都體育館和國家速滑館等5個奧運場館、主媒體中心，以及西苑賓館、紫玉賓館2家簽約酒店進行了氣溶膠采樣和檢測工作。測試賽期間共采集和檢測了348例標本，檢測成功率100%。
“該系統在冬奧測試賽中進行了廣泛的應用和驗證，并針對賽時的防疫條件進行了相應的優化，貼合冬奧比賽場景的要求。”劉鵬表示，本項目已被確定為“科技冬奧”可實施的項目之一，將為冬奧會提供全面氣溶膠新冠病毒監測保障