微流體芯片大大簡化COVID-19檢測:僅需55分就能給出結果

據外媒報道,程序化磁納米珠使得美國萊斯大學設計的診斷設備成為可能。據了解,來自萊斯大學的工程師們表示,在編程磁納米珠和插入現成手機的診斷工具的幫助下,COVID-19可以在55分鍾或更短的時間內被診斷出來。

微流體芯片大大簡化COVID-19檢測:僅需55分就能給出結果

萊斯大學機械實驗室工程師Peter Lillehoj近日開發出了一種郵票大小的微流控芯片,其可以從標准手指點刺中測量血清中SARS-CoV-2核衣殼(N)蛋白的濃度。納米粒跟芯片中的SARS-CoV-2 N蛋白(COVID-19的生物標志物)結合並將其傳輸到電化學傳感器上來檢測微量的生物標志物。

研究人員認為,跟基於棉簽的PCR檢測相比,他們的方法簡化了樣本處理,後者被廣泛用於COVID-19的診斷且需要在實驗室進行分析。

Lillehoj說道:「這個設備的偉大之處在於它不需要實驗室。你可以在採集點、衛生診所甚至藥房執行整個測試並生成結果。(並且)整個系統便於運輸和使用。」

目前,這項研究的論文已經發表在美國化學學會期刊《ACS Sensors》上。

微流體芯片大大簡化COVID-19檢測:僅需55分就能給出結果

Lillehoj和萊斯大學研究生、論文首席作者Jiran Li利用了現有的生物傳感工具並將其跟他們自己的經驗結合起來進而開發出了這樣一種簡單的診斷方法。

據了解,這種新工具雖然需要依賴於一種稍微復雜一點的檢測方案,但卻可以在很短的時間內提供准確的定量結果。該實驗室通過來自健康人群和其他COVID-19陽性人群捐贈的血清樣本對該設備進行了檢測。

Lillehoj表示,當使用全血清時,時間更長得到的結果更越准確。實驗室發現,當在整個血清中濃度低至每毫升50微克,55分鍾是芯片檢測SARS-CoV-2 N蛋白的最佳時間。這種微芯片可以通過將血清稀釋5倍進而在25分鍾內檢測出濃度更低的N蛋白,即每毫升10微克。

通過跟谷歌Pixel 2手機和一個插件式恆電勢儀的配合使用,該套設備能在整個血清濃度低至230皮克的情況下提供陽性診斷。

微流體芯片大大簡化COVID-19檢測:僅需55分就能給出結果

Lillehoj表示:「用針對特定生物標志物的抗體來修飾珠子是有標准程序的。當你將它們跟含有生物標志物的樣本結合在一起時,它們就會結合在一起。」

據了解,這套設備先是用一根毛細管將樣本送到芯片上,然後芯片被放置在磁鐵上,磁鐵將珠子拉向塗有捕獲抗體的電化學傳感器。此時,珠子跟捕獲的抗體結合並產生跟樣本中生物標志物濃度成比例的電流。

恆電勢儀負責讀取電流並向其手機應用發送信號。如果沒有COVID-19生物標記物,珠子不會跟傳感器綁定也不會在芯片內被沖走。

Lillehoj表示,如果有必要,讓企業生產微流控芯片或使其適應新型COVID-19菌株並不困難。

來源:cnBeta