新傳感器或徹底改變新冠篩查方式

  ICC訊 美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)開發(fā)出一種新冠病毒傳感器，可同時提高準(zhǔn)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(qiáng)大的優(yōu)勢，特別適用于大規(guī)模群體檢測。

  “這項技術(shù)就像在設(shè)備上滴一滴唾液，然后得到陰性或陽性結(jié)果一樣簡單?！奔s翰斯·霍普金斯大學(xué)機(jī)械工程副教授伊桑·巴曼說，其新穎之處在于這是一種無標(biāo)記技術(shù)，這意味著不需要分子標(biāo)記或抗體功能化等額外化學(xué)修飾。傳感器最終可用于可穿戴設(shè)備。

  巴曼稱，這項新技術(shù)產(chǎn)品尚未在市場上銷售，它彌補(bǔ)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?zhǔn)椒磻?yīng)）檢測非常準(zhǔn)確，但需要復(fù)雜的樣品制備，在實(shí)驗(yàn)室處理結(jié)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(dǎo)致錯誤的結(jié)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(zhǔn)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(qiáng)拉曼光譜和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可通過一次性芯片形式在剛性或柔性表面進(jìn)行大規(guī)模測試。

  該技術(shù)的關(guān)鍵是研究人員開發(fā)的大面積、柔性場增強(qiáng)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(qiáng)拉曼光譜進(jìn)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(jié)構(gòu)的FEMIA顯著增強(qiáng)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(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)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(dāng)前的新冠病毒檢測。”巴曼說，“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(dāng)前快速測試無法輕易解決的主要問題?！?

  總編輯圈點(diǎn)

  憑借最先進(jìn)的納米壓印制造和轉(zhuǎn)移印刷，科學(xué)家制造出了高精度、高靈敏、可擴(kuò)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(yīng)用非常重要，而且未來可以整合到可穿戴設(shè)備上。這種傳感器材料最大的優(yōu)點(diǎn)，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(shè)備集成，就可以很方便地在機(jī)場、學(xué)校、醫(yī)院和體育場等擁擠的地方進(jìn)行快速新冠篩查。