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利用大鼠實時預警空氣毒性技術
呼吸是人類的最基本生理需求。然而，空氣污染物的存在往往使這一基本需求難以得到保障。更有甚者，在一些特殊環境場所，空氣中可能存在高致病微生物如病毒和細菌、生化毒劑、毒素等嚴重危害人體健康甚至威脅生命。此外，空氣中也可能存在一些未知的有毒物質，如不明病原體、化學物質等。目前已有的空氣安全預警技術主要針對有限的幾種污染物或者有毒物質進行實時監測，無法覆蓋包括生物與化學威脅在內的所有潛在威脅。空氣中的污染物種類繁多，理論上很難發展一種同時監測上千種污染物的儀器設備。另外，空氣毒性安全預警技術需要對空氣毒性做出快速響應，以便為采取防御措施爭取寶貴的時間。這些要求都是對當前技術的極大挑戰，很難實現對空氣的綜合毒性的實時預警。
該技術在空氣生物安全相關領域，如軍事防御、海關、反恐和重大活動的安全保障等提供重要的技術支持，同時也為研究空氣污染的健康效應提供前所未有的研究思路。該技術有望在未來新發病原微生物、不明危險物質的空氣毒性實時監測與生物預警發揮積極作用。
為了詳細驗證該系統，課題組給大鼠暴露了四種不同的空氣毒性模擬物——臭氧、二氧化碳（缺氧條件）、蓖麻毒素和內毒素，然后利用RSTair系統實時監測大鼠呼出氣中的TVOCs濃度水平。研究發現不同污染物暴露導致大鼠呼出氣TVOC水平在數分鐘之內即發生顯著變化。研究還通過GC-MS對不同物質暴露后大鼠呼出氣中的VOCs組分進行分析，發現不同暴露導致大鼠通過呼出氣釋放了特異性VOCs。例如，蓖麻毒素暴露會釋放更多的乙酸乙酯，而臭氧暴露導致丙醛、戊烷、2-丁酮、己烷和2-甲基戊烷濃度發生顯著變化。此外，大鼠血液中MicroRNA調控的差異進一步揭示了大鼠在應對空氣毒物時存在不同反應機制。通過利用這一發現，RSTair系統開辟一種空氣毒性監測的全新思路，為空氣生物安全相關領域，如軍事防御、海關、反恐和重大活動的安全保障等提供了重要的技術支持。同時也為研究空氣污染的健康效應提供前所未有的研究思路。
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