加州大学圣克鲁斯分校的研究人员开发了一种基于芯片的新型抗原测试,可以对SARS-CoV-2和A型流感(分别引起和流感的病毒)进行超灵敏检测。
该测试足够灵敏,可以在鼻拭子样本中一个接一个地检测和鉴定单个病毒抗原。最终,这种超灵敏技术可以被开发为用于现场护理的分子诊断工具。研究人员在5月4日发表于《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中报告了他们的发现。
电子学教授霍尔格·施密特(Holger Schmidt)说:“这是一种基于芯片的生物传感器,能够一次检测一种蛋白质,我们展示了如何同时使用它来检测和鉴定多种疾病的抗原。”和加州大学圣克鲁斯分校的计算机工程。
Schmidt补充说:“这是一种寻找分子生物标志物的全新方法,不仅用于传染病,而且还用于医学测试中使用的任何蛋白质生物标志物。” Schmidt补充说。他是光电电子Kapany主席,并负责UCSC的WM凯克纳米级光流体研究中心巴斯金工程学院。
当前用于诊断SARS-CoV-2感染的金标准使用PCR技术来扩增少量病毒的基因组物质,并在诸如UCSC的Colligan临床诊断实验室之类的集中实验室中对样品进行分析。可以检测病毒蛋白的抗原检测更快,更容易使用,并且已经被批准在医疗点(例如,医生诊所)进行检测,甚至可以在家中使用,但是这些检测被认为不够准确,无法用于临床决策制作,其结果可能需要使用更可靠的技术进行确认。
新的基于芯片的抗原测试不仅高度灵敏,而且还可以同时测试一个样品中的多种病毒。这对于具有类似症状的疾病(例如和流感)很重要。为控制大流行而采取的措施已大大降低了流感的发病率,但将来医生可能需要进行快速检测,以告诉他们患者感染了哪种呼吸道病毒。
施密特的实验室与杨百翰大学的合著者亚伦·霍金斯(Aaron Hawkins)小组合作,率先开发了用于生物医学诊断的“光流芯片”技术,将微流控技术(用于处理芯片上液体样品的微小通道)与集成光学器件相结合,可对单个分子进行光学分析。
为了开发新的抗原测试,Schmidt的团队设计了一种荧光探针,其亮度足够高,可以在芯片上光学检测单个标记。他解释说:“检测单个标记的能力意味着不需要扩增步骤,从而消除了处理的某些复杂性。”
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