研究人员研发出可快速检测COVID-19等病毒的新设备

研究人员称,该设备能以95%的准确率分辨出某人是否感染了病毒,这跟目前的快速检测相比是一项重大改进。来自中佛罗里达大学的研究人员开发了一种设备,它可以检测体内像COVID-19这样的病毒,其速度和准确度不亚于目前常用的快速检测方法。

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这种光学传感器通过利用纳米技术可以在几秒钟内从血液样本中准确识别病毒。研究人员说,该设备能以95%的准确率判断某人是否感染了病毒,这跟目前的快速检测相比,这是一项重大改进。检测病毒对于早期治疗和帮助阻止其传播非常重要。

研究人员已将他们的成果发表在了《Nano Letters》上。

研究人员用登革热病毒样本对该设备进行了测试。登革热病毒是一种蚊子传播的病原体,它会引起登革热,这种病毒对热带地区的人们构成了相当大的威胁。该研究的论文合著者、UCF纳米科学技术中心的教授Debashis Chanda指出,该技术实际上还可以很容易地适用于检测其他病毒如COVID-19。

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Chanda表示:“敏感的光学传感器再加上这项工作中使用的快速制造方法,有望将这项有前途的技术转化为任何病毒检测,其中包括具有高度特异性和准确性的COVID-19及其变异。在这里,我们展示了一种可信的技术,它将类似PCR的基因编码和光学技术结合在一个芯片上,直接从血液中进行准确的病毒检测。”

该设备跟基于PCR的黄金标准测试的准确性密切相关,但几乎是即时的结果而不是需要几天才能收到的结果。它的准确性还是对目前快速抗原测试的一个重大改进,美FDA和美CDC已经警告称,如果病毒负荷低或没有正确遵循测试说明可能会产生不准确的结果。

该设备的工作原理是使用纳米级的黄金图案,它可以反射出要在血样中检测的病毒的特征。通过使用选择性地针对特定病毒的不同DNA序列,可以检测不同的病毒。

该设备性能的关键是它可以直接从血样中检测病毒,而无需进行样品制备或纯化从而加快检测速度并提高其准确性。

Chanda说指出:“文献中展示的绝大多数生物传感器都是利用缓冲溶液作为测试基质来包含目标分析物。然而,这些方法在现实生活中并不实用,因为含有目标生物标记物的复杂生物液体如血液是传感的主要来源,同时也是导致传感器失效的蛋白质污垢的主要来源。”

对此,研究人员通过使用不同的病毒浓度水平和溶液环境--包括那些存在非目标病毒生物标记物的测试--证实了该设备的有效性。

该研究的论文第一作者、西北大学的博士后Abraham Vazquez-Guardado作为Chanda实验室的博士生参与了这项研究,他称他对这种潜力感到兴奋。“虽然以前在人类血清中进行过光学生物传感演示,但它们仍需要由熟练人员进行离线的复杂和专门的样品制备--这种商品在典型的护理点应用中是不可用的。这项工作首次展示了一种综合设备,它从血液中分离出血浆并检测目标病毒且无需任何预处理,在不久的将来有可能被实际使用。”

Chanda表示,该研究的下一步将包括调整该设备从而可以检测到更多的病毒。

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