新型快速病毒检测使用金颗粒,比标准检测准确150倍

科学家开发了一种新技术,利用黄金颗粒来筛选病毒
数字等离子体纳米气泡检测的概念。a等离子体纳米气泡(PNBs)在流动中的产生和检测示意图。金纳米颗粒(AuNPs)作为标签,通过短激光脉冲生成PNBs,随后由于放大的光学吸收,由二次探针激光检测。b, c用于NP (b)和病毒(c)检测的数字计数原理。(b)和(c)中的“开”和“关”是指代表目标(即NP和病毒)存在或不存在的正PNB信号和负PNB信号。激光脉冲创建“虚拟”检测区,作为独立计数PNB信号的隔间。(b)和(c)中所示的三个点表示省略号,并表示在重复操作中忽略检测事件。信贷:自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 29025 - w

德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员开发了一种使用金颗粒和激光的快速病毒检测方法,有望在很短的时间内提供与实验室检测一样准确的结果。

根据发表在《科学》杂志上的一项研究,这项技术被称为数字等离子体纳米气泡检测(简称Diamond),比标准的快速检测准确150倍自然通讯上个月。其准确性堪比(聚合酶链反应)测试,需要数小时才能完成。

由机械工程副教授秦振鹏博士领导的UTD科学家团队撰写了这项研究,对Diamond进行了测试尽管研究人员表示,该技术可用于检测其他主要病毒,如COVID-19和流感。

“对于COVID的[PCR]检测,我们开车经过药房并提供样本。测试样本通常需要两到四个小时才能得到结果,”UTD机械工程助理研究员叶海航(Haihang Ye)说。“我们的技术可以将样品测试时间缩短到30分钟,但灵敏度可以和那些分子测试一样好。”

随着美国在冠状病毒大流行中进入新常态,对更快、更便宜、更有效的病毒检测的需求很大。尽管德克萨斯州北部的病例数接近历史最低水平,但具有高度传染性的BA.2变种继续在当地和全国蔓延。

COVID-19检测的费用因检测地点和类型的不同而有很大差异。彼得森医疗保健中心和凯撒家庭基金会卫生系统跟踪机构对每个州最大的医院进行的一项研究发现,冠状病毒检测的价格从20美元到1400多美元不等。只有3%的受访医院列出的检测价格低于50美元。

Ye说,一种钻石测试的生产成本约为15美元,它将患者鼻拭子样本与附着在被测病毒抗体上的金纳米颗粒混合。如果样本中存在病毒,这些由金纳米颗粒标记的抗体就会与病毒表面的蛋白质结合。

然后,研究人员将混合了标记抗体的样本注射到安装在玻片上的窄管中。当液体通过试管时,它会被两束激光击中,其中一束激光激活了金纳米颗粒,使它们膨胀。

如果膨胀的强度足够大,纳米颗粒就会使周围的水沸腾,产生气泡。大的纳米气泡意味着病毒存在于样本中。

“如果没有病毒,颗粒中会有一个微小的纳米气泡信号,这样我们就可以区分样本的状态,”UTD的刘亚宁说博士生,戴蒙德研究的第一作者之一。

钻石是多年研究和数百万美元拨款的产物,其中包括美国国家过敏和传染病研究所提供的250万美元拨款,以及国防部国会指导的医学研究项目提供的29.3万美元拨款。bob88体育平台登录

叶教授说,为了使用这项技术测试不同的病毒,研究人员所需要做的就是改变相关的抗体。尽管Diamond有可能扩大对许多病毒的测试选择,但它需要研究人员知道他们在测试什么。

明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的实验室医学和病理学副教授Elitza Theel说:“目前的检测面临的挑战之一是,提供者必须知道他们在寻找什么。”

一种不那么有针对性的方法是使用一种称为宏基因组下一代测序的技术,允许科学家对样本中的所有遗传物质进行测序,以确定存在哪些传染性病原体。泰尔说,这项技术已经投入使用,但这个过程很昂贵,而且需要几天才能得到结果。

她说:“这对急性急症并没有什么帮助。”

虽然钻石在公开使用之前必须得到美国食品和药物管理局的批准,但这项技术背后的科学家成立了一家名为Avsana实验室的公司,希望能将其商业化。秦担任该公司的总裁,该公司是通过UTD的风险发展中心创建的。

就在上周,德克萨斯州北部的另一家公司的COVID-19测试获得了FDA的批准。总部位于弗里斯科的InspectIR系统公司发明了一种酒精测试仪器,这是首个获得联邦政府批准的冠状病毒测试仪器,可以在不到三分钟的时间内得出结果。

更多信息:刘亚宁等,数字等离子体纳米泡检测技术在快速超灵敏病毒诊断中的应用,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 29025 - w

期刊信息: 自然通讯

2022年,《达拉斯晨报》。由论坛内容代理有限责任公司分发。

引用:新的快速病毒测试使用金颗粒,比2023年3月31日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-05-rapid-virus-gold-particles-accurate.html检索的标准测试(2022,5月4日)准确150倍
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