生物传感器能在数秒内检测出COVID-19抗体

气溶胶喷射纳米颗粒3D打印新冠病毒检测芯片图片。新利18官方

资料来源:卡内基梅隆大学工程学院先进制造与材料实验室

测试平台识别其中两种病毒的存在。抗体，刺突S1蛋白和受体结合域(RBD)，在非常小的一滴血中(大约5微升)。抗体浓度可能极低，但仍可检测到低于1皮摩尔(0.15毫微克每毫升)。这种检测是通过手持设备的电化学反应进行的微流控该设备几乎可以立即将结果发送到智能手机上的一个简单界面。

“我们利用了最新的技术材料制造业，比如纳米颗粒新利18官方3D打印来创造一种能够快速检测的设备新型冠状病毒肺炎卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon)机械工程副教授拉胡尔·帕纳特(Rahul Panat)说。他使用特殊的增材制造技术进行研究，研究范围从脑机接口到生物监测设备。

一种叫做气溶胶喷射的增材制造技术新利18官方负责测试平台的效率和准确性。利用热烧结在一起的气溶胶滴，在纳米尺度上打印出微小、廉价的金微柱电极。这导致了粗糙、不规则的表面，增加了微柱的表面积，增强了电化学反应，抗体可以附着在电极上的抗原上。特殊的几何形状允许微柱装载更多的蛋白质用于检测，结果非常准确，快速。

该测试的错误率非常低，因为该设备中使用的抗体和抗原之间的结合反应具有高度选择性。研究人员能够利用这种自然设计为他们提供优势。

这一结果出现在COVID-19大流行的紧急时刻。帕纳特说:“因为我们的技术可以量化免疫系统对疫苗的反应，这在当前环境下是非常相关的。”

Panat与UPMC希尔曼癌症中心癌症病毒学项目负责人、皮特大学微生物学和分子遗传学教授高寿江合作。帕纳特先进制造和材料实验室的研究员阿扎哈尔·阿里(Azahar Ali)是这项研究的主要作者。

快速诊断、治疗和预防传染病是一个超越当前COVID-19大流行的公共卫生问题。由于拟议的传感平台是通用的，它可以用于快速检测其他传染病病原体的生物标志物，比如埃博拉病毒，艾滋病毒,Zika病毒．这种快速有效的检测可能会改变控制疾病传播的游戏规则。

研究结果发表在杂志上先进材料．