由研究人员提供
“一个快速测试这意味着在未来的大流行中，你可以更早地开放旅行。你可以对下飞机的人进行筛查，并决定他们是否应该隔离。麻省理工学院化学工程Carbon P. Dubbs教授、该研究的资深作者迈克尔·斯特拉诺(Michael Strano)说。“我们还没有能够足够快地开发和部署此类传感器以防止经济损失的技术。”
这个诊断的是基于碳纳米管的传感器技术斯特拉诺实验室之前开发的一旦研究人员开始研究Covid-19传感器，他们只花了10天就确定了一种能够选择性检测他们正在寻找的病毒蛋白质的修饰碳纳米管，然后测试它，并将其纳入一个工作原型。这种方法也消除了对抗体或其他试剂的需要，这些试剂的产生、纯化和广泛使用都是费时的。
广告
广告
分子识别
几年前，Strano的实验室开发了一种为各种分子设计传感器的新方法。他们的技术依赖于碳纳米管——由碳制成的空心、纳米厚的圆柱体，当暴露在激光下时会自然发出荧光。他们已经证明，通过用不同的聚合物包裹这些管子，他们可以通过化学识别特定的目标分子来制造传感器。
他们的方法被称为电晕相分子识别(CoPhMoRe)，利用了特定类型的聚合物与纳米颗粒结合时发生的现象。这些分子被称为两亲性聚合物，它们具有像锚一样固定在管道上的疏水区域，以及形成一系列从管道延伸出去的亲水区域。
这些环形成了一层叫做日冕的层纳米管. 根据环的排列，不同类型的靶分子可以楔入环之间的空间，并且靶分子的这种结合改变了碳纳米管产生的荧光强度或峰值波长。
今年早些时候，Strano和总部位于波士顿的诊断开发商InnoTech Precision Medicine获得了美国国家卫生研究院的一笔赠款，用于为患者制造CoPhMoRe传感器SARS-CoV-2蛋白质。斯特拉诺实验室的研究人员已经开发出了一种策略，使他们能够预测哪种两亲性聚合物将与特定的目标分子相互作用最好，因此他们能够迅速生成一组11种强有力的SARS-CoV-2候选分子。
在该项目开始的大约10天内，研究人员已经为SARS-CoV-2病毒的核衣壳和棘突蛋白确定了准确的传感器。在此期间，他们还能够将传感器集成到一个带有光纤尖端的原型装置中，该光纤尖端可以实时检测生物流体样品的荧光变化。这样就无需将样本送至实验室，这是进行金标准PCR诊断试验的必要条件新型冠状病毒肺炎.
该仪器可以在大约5分钟内产生结果，并且可以检测每毫升样品中低至2.4皮克的病毒蛋白浓度。在这篇论文提交后进行的最新实验中，研究人员已经达到了低于目前商业上可用的快速检测的检测极限。
研究人员还表明，当SARS-CoV-2核衣壳蛋白(但不是刺突蛋白)溶解在唾液中时，该设备可以检测到它。检测唾液中的病毒蛋白质通常很困难，因为唾液中含有粘性碳水化合物和消化酶分子，会干扰蛋白质检测，这就是为什么大多数Covid-19诊断需要鼻拭子。
麻省理工学院博士后Sooyeon Cho说：“即使没有任何抗体和受体设计，这种传感器也显示出最高的检测极限、响应时间和唾液相容性范围。”。“这类分子识别方案的一个独特特点是可以进行快速设计和测试，而不受传统抗体或酶受体的开发时间和供应链要求的阻碍。”
快速反应
斯特拉诺说，研究人员能够开发出一种工作原型的速度表明，这种方法可以在未来大流行期间更快地开发诊断方法。
他说：“我们能够在极短的时间内从一个给我们提供病毒标记的人变成一个工作的光纤传感器。”。
依靠抗体检测病毒蛋白质的传感器是目前许多快速Covid-19检测的基础，但由于设计正确的蛋白质抗体的过程非常耗时，因此需要更长的时间来开发。
研究人员已经申请了这项技术的专利，希望它能够商业化，作为一种新冠病毒-19诊断。Strano还希望进一步开发这项技术，以便能够快速部署以应对未来的流行病。
资料来源：麻省理工学院
