纸质传感器快速检测新冠肺炎

“目前，我们正在经历一个百年一遇的改变人生的事件，”Alafeef说。“我们正在通过开发用于早期检测、诊断和治疗SARS-CoV-2的多学科工具，以全面应对这一全球需求。”

有两大类新型冠状病毒肺炎市场测试。第一类采用逆转录酶实时聚合酶链反应(RT-聚合酶链反应)和核酸杂交策略来识别病毒RNA。目前fda批准的诊断试验使用这种技术。一些缺点包括完成测试所需的时间、对专业人员的需要以及设备和试剂的可用性。第二类检测主要是检测抗体。然而，一个人接触病毒后可能会延迟几天到几周才能产生可检测到的病毒抗体．

近年来，研究人员在创造方面取得了一些成功医疗点生物传感器使用2 d纳米材料如石墨烯检测疾病。石墨烯基的主要优点生物传感器它们的灵敏度高，生产成本低，检测周转快。“由于石墨烯的特性，它的发现开启了传感器开发的新时代。石墨烯具有独特的力学和电化学性能，这使其成为开发敏感电化学传感器的理想材料。”Alafeef说。该团队创造了一种基于石墨烯的电化学生物传感器，带有电子读出装置，可以选择性地检测SARS-CoV-2基因材料的存在。

该生物传感器由两部分组成:一个用于测量电子读数的平台和用于检测病毒RNA存在的探针。为了创建这个平台，研究人员首先在滤纸上涂上一层石墨烯纳米片，以创建导电薄膜。然后，他们在石墨烯顶部放置了一个预先设计好的金电极，作为电子读数的触点。金和石墨烯都具有高灵敏度和导电性，这使得该平台在检测电信号变化时非常灵敏。

目前基于rna的COVID-19检测可以筛查SARS-CoV-2病毒上存在的n基因(核衣壳磷蛋白)。在本研究中，该团队设计了反义寡核苷酸(ASOs)探针针对n基因的两个区域。针对两个区域，保证了传感器在其中一个区域发生基因突变时的可靠性。此外，金纳米粒子(AuNP)被这些单链核酸(ssDNA)包裹，这代表了一个超灵敏的传感探针SARS-CoV-2RNA。

研究人员之前展示了开发的传感探针的灵敏度。病毒RNA与这些探针杂交会导致传感器电反应。当AuNP帽在传感平台上播放时，加速电子转移，导致输出信号的增加，表明病毒的存在。

研究小组利用新冠病毒阳性和阴性样本，对该传感器的性能进行了测试。该传感器显示，与阴性样本相比，阳性样本的电压显著增加，并在不到5分钟的时间内确认了病毒遗传物质的存在。此外，该传感器能够区分这些样本中的病毒RNA载量。病毒载量是感染进展的一个重要的定量指标，对现有的诊断方法进行测量是一个挑战。

该平台由于其可移植性和低成本，具有广泛的应用前景。该传感器，当集成微控制器和LED屏幕或与智能手机via蓝牙或者是wifi，可以在医生办公室甚至家里的即时护理点使用。除COVID-19外，研究团队还预计，该系统将适用于许多不同疾病的检测。

这项研究发表在ACS Nano．