污水检测机器人能够更快地处理废水，从而更快地预测COVID-19疫情爆发

通过使用污水处理机器人，我们的实验室已经能够检测废水中的冠状病毒快30倍比非自动化的大规模系统要好。这项进展发表在微生物学杂志mSystems上，为社区监测其废水提供了更多的提前时间，以便对当地的COVID-19病例进行早期预警。

当临床研究显示检测出SARS-CoV-2阳性的人在他们的粪便中散播病毒，下水道似乎是一个明显的寻找它的地方。废水监测可用于社区一级，在临床诊断前查看潜在的暴发群集，特别是在COVID-19流行率远远超过检测率的地区。

问题是，病毒在废物流中被严重稀释，因为有很多人的浴室被排入其中，更不用说他们冲的所有其他垃圾了。监测依赖于浓缩废水中的病毒颗粒来检测这些低水平。这个病毒浓度的步骤通常是废水分析的主要瓶颈因为它是费力和耗时的。我们的机器人系统采用了一种不同的、更快的方法。

全国各地的城市、学校和企业都在使用废水监测来寻找冠状病毒在他们中间。

废水监测作为高危地区的早期预警系统尤其有用，例如无证件居民可能对个人检测持谨慎态度的社区。

最常用的病毒浓缩技术使用过滤器将几十个污水样本转化为样本，然后用于检测SARS-CoV-2是否存在，需要6至8小时的时间。我们的新方案在40分钟内浓缩了24个样本。

我们把通常在实验室里执行微生物学或细胞生物学任务的设备改造成处理污水的设备。通过使我们的系统小型化和自动化，我们消除了一系列劳动密集型的步骤、资源和相关成本。而且我们的免提流程要快得多。

我们从自动采样器收集污水圣地亚哥的主要污水处理厂以及我们在加州大学圣地亚哥分校的100多个沙井上安装的下水道样本，这些沙井每天每30分钟收集一次下水道样本。

然后，回到实验室，我们不再依赖于多个过滤步骤，我们用微小的磁珠来富集病毒颗粒。我们购买了这些纳米磁珠它们被设计用来与多种呼吸道病毒结合。这个污水处理机器人配备了一个特殊的磁头抓住带有病毒的磁珠。它会优先捕获病毒颗粒，将剩下的垃圾留在污水中样本。

使用机器人自动化污水的浓缩过程可以让我们在40分钟内为每个机器人浓缩24个样本。然后同一个机器人可以提取病毒RNA，在36分钟内处理96个样本。最后，我们使用聚合酶链反应来寻找SARS-CoV-2的特征基因，这很像实验室在病人的鼻拭子上进行的临床诊断测试。

总的来说，我们的系统可以在4.5小时内处理96个样本，大大减少了从样本到结果的时间。

到目前为止，我们是唯一的冠状病毒废水我们知道的研究这是一个自动化的过程。

我们把这个技巧作为我们大规模校园污水监测每天取样超过100个地点。圣地亚哥的一些学区也在使用它作为一个预警系统。

我们现在使用系统中的病毒基因组测序部分来追踪新的SARS-CoV-2变种的出现。