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麻省理工开发新型碳纳米管传感器 可快速检测新冠病毒COVID-19

更新时间:2021-11-01 19:58:27人气:91

【cnBeta】10月27日消息,美国麻省理工斯特拉诺实验室开发了一种新的方法来设计各种分子的传感器。他们的技术依赖于碳纳米管,即由碳制成的空心、纳米级厚度的圆柱体,当暴露在激光下时自然会发出荧光。他们已经证明,通过将这种管子包裹在不同的聚合物中,他们可以创造出通过化学识别特定目标分子而做出反应的传感器。

他们的方法被称为电晕相分子识别(CoPhMoRe),利用了当某些类型聚合物与纳米粒子结合时发生的一种现象。这些分子被称为两亲性聚合物,它们有疏水区,像锚一样锁在管子上,有亲水区,形成一系列从管子上延伸开来的环。这些环状物在纳米管周围形成一个称为电晕的层。不同类型的目标分子可以楔入循环之间的空间,这种目标的结合改变了碳纳米管产生荧光的强度或峰值波长。

斯特拉诺实验室的研究人员已经开发出了一些策略,使他们能够预测哪些两亲性聚合物将与特定的目标分子发生最佳互动,因此他们能够迅速生成一套用于SARS-CoV-2的11种强有力候选材料。在该项目开始后的大约10天内,研究人员已经确定了SARS-CoV-2病毒核衣壳和穗状蛋白的准确传感器。在那段时间里,他们还能够将传感器纳入一个带有光纤尖端的原型设备,该设备能够实时检测生物流体样本的荧光变化。这就不需要将样本送到实验室,而这是对Covid-19进行黄金标准PCR诊断测试所需要的。

该设备在大约5分钟内产生结果,并能检测到低至每毫升样品2.4皮克的病毒蛋白浓度。在这篇论文提交后所做的更多最新实验中,研究人员实现了比现在市面上的快速测试更低的检测极限。研究人员还表明,当SARS-CoV-2核壳蛋白(但不是穗状蛋白)被溶解在唾液中时,该设备可以检测到它。在唾液中检测病毒蛋白通常是困难的,因为唾液中含有粘性碳水化合物和消化酶分子,会干扰蛋白检测,这就是为什么大多数Covid-19诊断需要鼻拭子。

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