美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)開發(fā)出一種新冠病毒傳感器，可同時提高準確性和檢測速度，有望徹底改變病毒檢測方式。在29日《納米快報》上發(fā)表的這項新研究描述了該新傳感器，它不需要樣品制備和操作專業(yè)知識，與現(xiàn)有的檢測方法相比具有強大的優(yōu)勢，特別適用于大規(guī)模群體檢測。

“這項技術(shù)就像在設(shè)備上滴一滴唾液，然后得到陰性或陽性結(jié)果一樣簡單。”約翰斯·霍普金斯大學(xué)機械工程副教授伊桑·巴曼說，其新穎之處在于這是一種無標記技術(shù)，這意味著不需要分子標記或抗體功能化等額外化學(xué)修飾。傳感器最終可用于可穿戴設(shè)備。

巴曼稱，這項新技術(shù)產(chǎn)品尚未在市場上銷售，它彌補了兩種最廣泛使用的新冠病毒檢測方式的局限性。PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))檢測非常準確，但需要復(fù)雜的樣品制備，在實驗室處理結(jié)果需要數(shù)小時甚至數(shù)天;另一種抗原檢測則在檢測早期感染和無癥狀病例方面不太成功，還可能導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。

新傳感器幾乎與PCR檢測一樣敏感，并且與快速抗原檢測一樣方便。在初始檢測期間，該傳感器在檢測唾液樣本中的新冠病毒方面表現(xiàn)出92%的準確度，與PCR檢測不相上下。該傳感器在快速確定其他病毒方面也非常成功，包括H1N1和寨卡病毒。

該傳感器基于大面積納米壓印光刻、表面增強拉曼光譜和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，可通過一次性芯片形式在剛性或柔性表面進行大規(guī)模測試。

該技術(shù)的關(guān)鍵是研究人員開發(fā)的大面積、柔性場增強金屬絕緣體天線(FEMIA) 陣列。唾液樣本被放置在材料上并使用表面增強拉曼光譜進行分析，該光譜使用激光來檢查樣本分子如何振動。由于納米結(jié)構(gòu)的FEMIA顯著增強了病毒的拉曼信號，因此該系統(tǒng)可快速檢測病毒的存在，即使樣本中僅存在少量痕跡。該系統(tǒng)的另一項重大創(chuàng)新是使用先進的機器學(xué)習(xí)算法來檢測光譜數(shù)據(jù)中非常微妙的特征，使研究人員能夠查明病毒的存在和濃度。

“我們的平臺超越了當前的新冠病毒檢測。”巴曼說，“我們可將其用于針對不同病毒的廣泛檢測，例如，區(qū)分新冠病毒和H1N1，甚至是變體。這是當前快速測試無法輕易解決的主要問題。”

總編輯圈點：

憑借最先進的納米壓印制造和轉(zhuǎn)移印刷，科學(xué)家制造出了高精度、高靈敏、可擴展的新冠病毒傳感器，這對于未來在基于芯片的生物傳感器上應(yīng)用非常重要，而且未來可以整合到可穿戴設(shè)備上。這種傳感器材料最大的優(yōu)點，是可放置在任何類型的表面上，從門把手、建筑物入口到口罩和紡織品等，因此只要與手持測試設(shè)備集成，就可以很方便地在機場、學(xué)校、醫(yī)院和體育場等擁擠的地方進行快速新冠篩查。(科技日報記者 張夢然)

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