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新冠疫情在全球范围内的爆发造成了巨大的经济损失和人员伤亡，也对病毒检测技术提出更高的要求。作为当前核酸检测领域的“金标准”，PCR技术凭借其灵敏度高、试剂成本低、检测通量高的特点被广泛应用于大规模人员筛查工作，在疫情防控过程中发挥了关键作用。然而PCR技术需要精密的温度控制仪器且检测周期冗长，难以满足在场检测的要求。基于PCR技术的传统核酸检测往往通过集中采样、运输和检测的方案，容易造成被测人员和样本的交叉感染或污染。 以RPA为代表的等温扩增技术摆脱了对精密的温控设备的依赖，使得检测反应能够脱离实验室环境进行。然而基于等温扩增的核酸检测技术面临检测灵敏度低、特异性差等问题，限制了其大规模、个体化的应用。因此开发针对新型冠状病毒的灵敏、快速、便捷的检测方法对当前疫情防控工作具有重要的意义。 在本研究中，我们利用巢式RPA技术代替传统RPA将检测灵敏度提升到和qPCR相一致的水平。此外我们通过对RPA反应动力学进行研究，发现引物的过度消耗和非特异性产物的生成是制约RPA检测灵敏度的关键因素，并据此开发出one-tube-RPA和onepot-PRA检测技术。为了开发更加简易的样本处理方案，我们基于one-tube-RPA的反应特点开发出一体化检测卡盒，该卡盒整合了检测所需要的加热装置，流体控制装置，生化反应装置和胶体金显色装置，通过简易的推杆操作，30分钟内即可完成从样本进入到结果读出的全部流程。此外通过封闭式的设计方案，一体化卡盒可以有效防止扩增产物的泄露，减少对检测环境的污染。同时，为了减轻操作人员的负担，我们基于同样的核心卡盒，开发了全自动化版本的新冠核酸检测仪，其进一步拓宽了应用场景，基于这两套系统，我们对气溶胶样本和拭子涂抹样本进行了模拟测试，其可以稳定地实现新冠病毒的检测，其检测下限在500拷贝每毫升以下，检测时长在30分钟以内。 综上所述，项目针对病毒核酸检测领域极为重要的三个关键技术难题（恒温扩增反应特异性差、样品处理耗时费力和反应装置自动化不足）展开研究，开发出一体化自助式的新冠核酸检测方案，助力核酸检测从集中式向分散式转变，满足了非实验室场景下的检测需求。我们将该检测方案应用到北京多家福利院内空间的气溶胶新冠病毒的监测当中，验证了该一体化自助式检测方案和试剂盒的稳定性、可靠性和可及性，并证明通过该检测系统可以比人员核酸检测结果的提前1-2天检测出福利院内的感染，可对空气中疫情的传播风险提供及时有效的预警。通过该检测方案对空气中病毒进行精准监测，将为疫情防控及流行病学调查提供有力指导。此外作为一种平台型技术，该方案可以应用于其它病原微生物的检测筛查，助力于未来可能爆发的其它类型病毒引发疫情的防控。