ICC訊 美國約翰斯·霍普金斯大學開發(fā)出一種新冠病毒傳感器,可同時提高準確性和檢測速度,有望徹底改變病毒檢測方式。在29日《納米快報》上發(fā)表的這項新研究描述了該新傳感器,它不需要樣品制備和操作專業(yè)知識,與現(xiàn)有的檢測方法相比具有強大的優(yōu)勢,特別適用于大規(guī)模群體檢測。
“這項技術就像在設備上滴一滴唾液,然后得到陰性或陽性結果一樣簡單?!奔s翰斯·霍普金斯大學機械工程副教授伊?!ぐ吐f,其新穎之處在于這是一種無標記技術,這意味著不需要分子標記或抗體功能化等額外化學修飾。傳感器最終可用于可穿戴設備。
巴曼稱,這項新技術產(chǎn)品尚未在市場上銷售,它彌補了兩種最廣泛使用的新冠病毒檢測方式的局限性。PCR(聚合酶鏈式反應)檢測非常準確,但需要復雜的樣品制備,在實驗室處理結果需要數(shù)小時甚至數(shù)天;另一種抗原檢測則在檢測早期感染和無癥狀病例方面不太成功,還可能導致錯誤的結果。
新傳感器幾乎與PCR檢測一樣敏感,并且與快速抗原檢測一樣方便。在初始檢測期間,該傳感器在檢測唾液樣本中的新冠病毒方面表現(xiàn)出92%的準確度,與PCR檢測不相上下。該傳感器在快速確定其他病毒方面也非常成功,包括H1N1和寨卡病毒。
該傳感器基于大面積納米壓印光刻、表面增強拉曼光譜和機器學習技術,可通過一次性芯片形式在剛性或柔性表面進行大規(guī)模測試。
該技術的關鍵是研究人員開發(fā)的大面積、柔性場增強金屬絕緣體天線(FEMIA) 陣列。唾液樣本被放置在材料上并使用表面增強拉曼光譜進行分析,該光譜使用激光來檢查樣本分子如何振動。由于納米結構的FEMIA顯著增強了病毒的拉曼信號,因此該系統(tǒng)可快速檢測病毒的存在,即使樣本中僅存在少量痕跡。該系統(tǒng)的另一項重大創(chuàng)新是使用先進的機器學習算法來檢測光譜數(shù)據(jù)中非常微妙的特征,使研究人員能夠查明病毒的存在和濃度。
“我們的平臺超越了當前的新冠病毒檢測?!卑吐f,“我們可將其用于針對不同病毒的廣泛檢測,例如,區(qū)分新冠病毒和H1N1,甚至是變體。這是當前快速測試無法輕易解決的主要問題。”
總編輯圈點
憑借最先進的納米壓印制造和轉(zhuǎn)移印刷,科學家制造出了高精度、高靈敏、可擴展的新冠病毒傳感器,這對于未來在基于芯片的生物傳感器上應用非常重要,而且未來可以整合到可穿戴設備上。這種傳感器材料最大的優(yōu)點,是可放置在任何類型的表面上,從門把手、建筑物入口到口罩和紡織品等,因此只要與手持測試設備集成,就可以很方便地在機場、學校、醫(yī)院和體育場等擁擠的地方進行快速新冠篩查。