动物总动员?几秒钟内识别新冠有症状和无症状感染者,蜜蜂也排上用场了

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去年九月,芬兰赫尔辛基大学的研究团队训练了4条狗,让它们10秒内能闻出新冠病毒,整个检测流程1分钟内搞定。随后,英国和泰国的研究人员也开始了同类试验,训练能闻出新冠病毒的“侦查犬”。

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不仅汪星人,蜜蜂也要在这个领域被派上用场了。

蜜蜂具有极其敏感的嗅觉感受器,它能感应到十亿分之一的挥发性化合物。例如,它们能找到几公里外的一朵鲜花。与狗一样,只需要几分钟的训练,蜜蜂就可以学会识别挥发性物质和气味。因此,这种能力使它们成为精确检测环境中极少量挥发性有机化合物(VOC)和诊断疾病的理想小动物。

近日,荷兰初创公司InsectSense荷兰瓦赫宁根大学生物兽医研究所联合开发了一种生物传感器BeeSense,该传感器集成了蜜蜂检测特定VOC的能力。BeeSence还是诊断新冠病毒的理想选择。研究人员可以训练蜜蜂在几秒钟之内将无症状和有症状感染者与健康人区分开。

与其他疾病一样,感染新冠病毒会导致人体代谢发生变化,从而产生的挥发性有机化合物带有特殊性气味。因此,研究人员利用这种特殊气味训练蜜蜂在闻到时伸出舌头。

在瓦赫宁根大学生物兽医研究所的生物安全实验室中,研究人员用巴甫洛夫条件反射法训练蜜蜂检测感染了新冠病毒的样本。每当蜜蜂接触到受感染样本的气味时,它们就会得到糖水奖励。然后,蜜蜂会伸出毛刷状的舌头来舔糖水。通过多次重复这个动作,蜜蜂将糖水奖励与“刺激性”气味联系起来。

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再经过几次重复后,很快蜜蜂就开始在不提供任何奖励的情况下因闻到气味而伸出舌头。一只训练有素的蜜蜂可以在几秒钟内检测出被新冠病毒感染的样本。

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研究人员对超过150只蜜蜂进行了不同的训练设置,以确定最理想的训练方案。

第一个实验中使用的样本是从健康和感染新冠病毒的水貂身上采集的。在水貂样本的实验中,几只蜜蜂显示出非常好的结果,它们能区分受感染的样本和来自健康动物的样本,而且假阳性和假阴性的几率非常低。在后来的人类样本实验中也取得了类似的好结果。 

研究人员表示,下一步将研究这种方法的可扩展性。蜜蜂遍布全球,所以人们唯一需要的是一台能够训练蜜蜂的机器。InsectSense已经开发出一种可以同时自动训练多只蜜蜂的机器原型,以及一种部署经过训练的蜜蜂进行诊断的生物传感器。对于在获得基础医疗设施和高科技技术方面面临挑战的低收入国家来说,这项技术可以帮助他们拥有一套非常有效的诊断系统。

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