麻省理工学院的多萝西·瑞安 用12英寸的直尺拍摄快速药剂气溶胶探测器，以显示比例
学分:麻省理工学院 任何封闭或开放的空间都容易受到有害的空气传播生物制剂的扩散
在采取措施减轻生物制剂的影响之前，这些生物制剂无声无息，几乎看不见，会使生物生病或死亡
人群聚集的场所是恐怖分子策划的生物战袭击的主要目标，但大片的田野或森林可能成为空中生物袭击的受害者
对可疑生物气溶胶的预警可以加快对生物制剂释放的补救反应；清理和治疗开始得越早，受影响的地点和人们的结果就越好
麻省理工学院林肯实验室的研究人员开发了一种高度敏感和可靠的触发器
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军方的生物战剂预警系统
“触发器是检测系统中的关键机制，因为它对一个位置的环境空气的连续监测发现了可能是威胁因子的空气悬浮粒子的存在，”谢恩·泰克(Shane Tysk)说，他是实验室生物气溶胶触发器快速试剂气溶胶检测器(RAAD)的首席研究员，也是实验室高级材料和微系统小组的技术人员之一。
触发器提示检测系统收集粒子样本，然后启动将粒子识别为潜在危险生物制剂的过程
RAAD在保持检测性能与当今最佳部署系统相匹配或超越的同时，显著降低了误报率
此外，早期测试表明，与当前部署的系统相比，RAAD显著提高了可靠性
RAAD过程 该系统通过一个多步骤的过程来确定生物战剂的存在
首先，气溶胶被吸入探测器，这是由一个气溶胶气旋和一个空气动力学透镜共同作用的结果，前者利用高速旋转来剔除小颗粒，后者将颗粒聚焦成一个凝聚的(I
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浓缩)气溶胶的体积或光束
RAAD空气动力学透镜提供了比任何其他空气对空气浓缩器更有效的气溶胶浓缩
然后，近红外(NIR)激光二极管产生结构化触发光束，检测单个气溶胶粒子的存在、大小和轨迹
如果粒子大到足以对呼吸道产生不利影响(大约1到10微米)，就会激活一个266纳米的超紫外激光来照射粒子，并收集多波段激光诱导的荧光
RAAD系统的图示显示了安装在系统外围的各种模块，便于维护或更换
学分:麻省理工学院 检测过程继续作为一个嵌入的逻辑决策，被称为“光谱触发”，使用近红外光和紫外荧光数据的散射来预测粒子的组成是否似乎对应于类似威胁的生物制剂
“如果这种粒子看起来像是威胁，那么火花诱导击穿光谱就可以蒸发这种粒子，并收集原子发射来表征这种粒子的元素含量，”泰克说
火花诱导击穿光谱是最后的测量阶段
该光谱系统测量粒子的元素含量，其测量包括产生高温等离子体、蒸发气溶胶粒子以及测量气溶胶热激发状态的原子发射
测量阶段——结构化触发光束、紫外激发荧光和火花诱导击穿光谱——被集成到一个分层系统中，为每个感兴趣的粒子提供七种测量
在每秒进入测量过程的数百个粒子中，有一小部分粒子在所有三个阶段中被向下选择用于测量
RAAD算法在数据流中搜索粒子集的时间和光谱特征的变化
如果发现足够数量的类似威胁的粒子，美国反辐射管理局会发出警报，指出存在生物气溶胶威胁
RAAD设计优势 RAAD开发团队的另一名工作人员布拉德·帕金斯(Brad Perkins)表示:“由于RAAD旨在长期每周7天、每天24小时运行，我们整合了许多功能和技术来提高系统可靠性，并使RAAD易于维护。”
例如，珀金斯继续解释说，整个空气处理单元是一个安装在RAAD外部的模块，以便于维护最可能需要更换的物品，如过滤器、空气对空气浓缩器和因使用而磨损的泵
为了提高检测的可靠性，RAAD团队选择在光学元件周围使用经过碳过滤、HEPA过滤和除湿的保护空气和吹扫空气(将外来气体推出的压缩空气)
这种方法可确保外部空气中的污染物不会沉积在RAAD的光学表面上，从而可能导致灵敏度降低或误报
RAAD已经经历了超过16，000小时的现场测试，在此期间，它显示了极低的误报率，这对于具有如此高灵敏度的生物触发器来说是前所未有的
泰斯克说:“RAAD与其竞争对手的不同之处在于对每个气溶胶粒子进行测量的数量、多样性和保真度。”
当单个气溶胶粒子流过系统时，对它们的多次测量使触发器能够快速准确地从环境空气中辨别出生物战剂
因为RAAD没有指明检测到的特定生物制剂，所以必须对样本进行进一步的实验室测试，以确定其确切身份
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