检测Covid-19的等离子体生物传感器

12-05-2020 |  |  By 利亚姆克里奇

虽然世界正在努力在不同的归属和社会疏远政策下与生活掌握,但科学家们正在努力寻找打击病毒的新方法。通过在疫苗上工作来打击疾病的传播或更有效的测试和诊断方法,可以判断有人是否有或已经有冠状病毒。虽然这种冠状病毒大流行是最糟糕的,但它是袭击世界的第三次冠心病大流行,另外两个是2003年的严重急性呼吸道综合征(SARS)爆发,2012年中东呼吸道综合征(MERS)。但至关重要的是,这种爆发已经有超过90倍的确认病例在这两个爆发中结合了,所以需要立即解决方案来解决它,然后在它进一步脱离手之前。

疫苗还有一段时间,但是,在大流行的这个阶段,常规测试在历史上非常重要,并且在整个年度剩下的时间里将继续如此。即使当疫苗可用时,人们仍然需要进行测试,并且它是对冠心病斗争时期最重要的解决方案之一。目前测试方法的一个问题是它们产生了大量的假阴性和假阳性结果。在最好的时候,不理想,从不介意公共卫生专业人士和卫生系统超出其标准能力。因此,虽然我们目前具有常规测试来诊断,如果一个人具有冠状病毒,新的更有效(即更准确的)诊断是在寻找之后的诊断。在接听电话的学术界和工业中都有一系列科学家。

当前的例程方法

虽然市场上有几种不同的测试和诊断工具 - 虽然更多地出现 - 但最常见的方式(在写作时)确定是否有人有冠状病毒是的 实验室诊断方法。这称为逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)。这种方法,虽然是当前的参考方法,是一项负责产生大量错误阳性和假阴性结果的方法,特别是在冠状病毒爆发的早期。


RT-PCR是测量样品中的特定RNA的实验室技术(即,与SARS-COV-2病毒有关的RNA)。它是使用聚合酶链反应的RNA逆转录RNA逆转录和扩增特异性DNA靶的混合物。通过测量其荧光测定样品中的扩增量来确定t他数量的RNA.

它已成为标准的全球技术,因为在不同国家中选择的基因靶标在遗传上是相似的。这使RT-PCR在世界各地最兼容的技术。但它易受核酸污染的影响。因此它可以给出错误的结果。但是,出于众多实验室测试中,它提供了更快的检测时间。尽管如此,在不同的毗邻行业 - 电子,医疗保健,纳米技术,传感器等中存在一个驱动器。 - 以创造更有效的生物传感器,可用于世界各地的临床环境中。

一种新的等离子体生物传感器

研究已经出现了一种新型的生物传感器,利用等离子体材料来增强装置的灵敏度。如今在多种传感器中使用了等离子体响应。当在感测表面上使用不反应的贵金属,例如金属,以增强装置的灵敏度 - 通常通过照射生物标志物,因为光与金原子的易激发的自由表面电子相互作用。

由瑞士研究人员开发的等级装置,通过利用两种不同的机制 - 等离子体光热(PPT)效应和局部表面等离子体共振(LSPR) - 制造它 双功能生物传感器 这一直设计用于检测SARS-COV-2病毒菌株。

传感器本身利用二维金纳距作为主动传感材料。为了使其与SARS-COV-2病毒兼容,金纳纳米岛用互补的DNA受体具有互补的DNA受体,对冠状病毒如何运作的巨大RNA。

传感器适用于核酸链熔化的过程,否则称为核酸杂交。这是两个互补的股线 - 即。在传感器上的DNA受体和冠状病毒杂交的RNA彼此。这通常发生在略低于它们的熔化温度的点,而不是熔化,股线杂交在一起。股线之间的单一不匹配可以显着导致熔化温度降低;因此,股线不会杂交。 

光通过LED光在传感区域上闪耀,并且通过基于干涉式系统拾取杂交的变化。因为金纳米颗粒具有大的光学横截面,所以它们吸收感测方法中使用的光,这有助于提高装置的灵敏度。在吸收时,金纳纳距离产生热压热量,其在传感区域中提高杂交温度。这种较高的温度是能够精确发生的核酸杂交机制,使传感器能够区分两种类似的遗传序列。这使得传感器能够将SARS-COV-2序列检测到皮摩尔水平和多烯混合物中,使其成为检测患者是否具有Covid-19的敏感和可靠的选择。

正在开发的传感器只是学术界和行业出现的众多不同类型之一。虽然未知如果将在前线使用此特定传感器,但似乎新的诊断方法需要很快进入前面,以防止出现假阳性和假阴性结果。此外,这种爆发的感染率明显高于之前的爆发意味着如果未来有更多的爆发,将需要不同类型的传感器。因此,即使这些传感器没有在当前爆发中向前线进行前线,现在正在进行的研究可能有助于生产可用于解决任何未来爆发的下一代生物传感器。


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由利亚姆克里奇蒂

利亚姆是一位专门从事化学和纳米技术的科学作家,并报告了与这些学科交叉的广泛区域。作为一名作家,利亚姆与世界各地的公司,媒体网站和协会合作,并发表了超过600篇文章迄今为止。利亚姆也是国家石墨烯协会和纳米技术世界协会咨询委员会的成员,是慈善魅力董事会的成员。在成为作家之前,利亚姆通过纳米技术和化学工程获得了两种硕士学位。

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