國際戰“疫”行動
科技日報北京12月9日電(實習記者張佳欣)隨著新冠肺炎疫情繼續在全球蔓延,檢測仍然是跟踪和遏制該病毒的關鍵策略。據《每日科學》雜誌7日最新消息,美國伊利諾伊大學格蘭傑工程學院生物工程研究生瑪哈·阿拉菲夫所在的研究團隊,開發出一種快速、超靈敏的檢測方法,使用一種紙基電化學感測器,可在5分鐘內檢測出病毒的存在。
利用類石墨烯二維納米材料製造生物感測器主要優點是靈敏度高、生產成本低、檢測週期快。該團隊使用石墨烯開發的電化學生物感測器,帶有電子讀取裝置,可以選擇性地檢測新冠病毒RNA的存在。感測器有兩個組件:用於量測電子讀數的平臺和用於檢測病毒RNA的探針。
研究人員首先在濾紙上塗一層石墨烯納米片,以形成導電,然後在石墨烯上放置具有預定設計的金電極,作為電子讀取的接觸點。金和石墨烯都具有高靈敏度和導電性,使得該平臺對檢測電信號的變化非常敏感。
當前的新冠病毒RNA檢測可篩選出新冠病毒中是否存在N基因(核衣殼磷蛋白)。在本研究中,研究小組設計了反義寡核苷酸(ASOS)探針,以瞄準N基因的兩個區域。在一個區域發生基因突變的情况下,以兩個區域為目標可確保感測器的可靠性。此外,金納米顆粒(AuNP)被這些單鏈核酸(ssDNA)覆蓋,這顯示出傳感探針的超靈敏性。
該團隊使用新冠病毒檢測呈陽性和陰性的樣品測試了感測器的效能。與陰性樣品相比,感測器顯示陽性樣品的電壓顯著升高,並在不到5分鐘的時間內確認了病毒RNA的存在。此外,該感測器能够區分這些樣品中的病毒RNA載量。病毒載量是衡量感染進展的重要量化名額,也是使用現有診斷方法進行量測的一個挑戰。
便攜性和低成本讓該感測器具有廣泛的應用性。其與微控制器和LED荧幕集成在一起,或者通過藍牙或WiFi與智能手機連在一起,可以在醫生辦公室甚至家庭醫療點使用。除新冠病毒之外,研究團隊認為該系統還適用於檢測許多不同疾病的病毒。