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新型生物传感器技术可以快速检测埃博拉病毒

作者: 武汉新闻网 更新时间: 2020年04月24日 10:05:49 游览量: 160

简述:

亚尼克说:人们告诉我,这种疾病没有任何好处,因为这种疾病仅影响发展中国家的人们。但是,现在,埃博拉出血

亚尼克说:“人们告诉我,这种疾病没有任何好处,因为这种疾病仅影响发展中国家的人们。”

但是,现在,埃博拉出血热已在很大程度上吸引了第一世界国家的关注。当亚尼克(Yanik)作为UC Santa Cruz的新教员设立实验室时,他是电气工程学的助理教授,目前西非的疫情开始失控。Yanik计划除了正在进行的涉及用于其他生物医学应用的生物传感器的项目外,还计划继续其病毒检测工作。他说,当前的埃博拉危机可能在他的技术完善之前就已经消退,因为仍然有许多挑战需要克服,但是仍然需要简单廉价的病毒检测技术。

新型生物传感器技术可以快速检测埃博拉病毒

“事实是,拉沙病毒与埃博拉病毒有关,还会引起出血热,每年在非洲感染近半百万人,并使死亡人数超过埃博拉病毒,但这并未成为新闻。因此,持续不断的出血热病毒危机,现在终于引起了人们的严重关注,” Yanik说。

他的目标是创建一种低成本的生物传感器,该技术可用于检测特定病毒,而无需熟练的操作员或昂贵的设备。雅尼克说:“我们需要一个可以在家中进行验孕的病毒检测平台。” 出血热的最初症状与流感相似,您不能将每个有流感症状的人都视为潜在的埃博拉感染患者。它必须简单,便宜。

纳米技术

纳米技术可以提供解决方案。纳米技术的进步使研究人员能够制造出具有纳米级精确结构的新型材料(纳米是十亿分之一米)。例如,“等离子纳米孔”是一个横跨数百纳米的小孔。Yanik在2010年的论文中描述了一种生物传感器,该传感器基于金属表面中的纳米孔阵列,这些纳米孔以可预测的方式与光相互作用。研究人员使用传感器表面的抗体结合特定病毒,发现病毒的结合导致纳米孔阵列传输的光的颜色发生可检测的变化。

但是,检测颜色变化需要使用光谱仪。亚尼克(Yanik)后来想出了一种方法,该方法可以无需肉眼就可以用肉眼读取传感器。他说:“您可以将太阳光用作光源,将人眼用作探测器。”

他在2011年《美国国家科学院院刊》上发表了该技术。传感器技术涉及的物理领域远比妊娠试验中涉及的相对简单的酶促反应复杂。通过纳米孔阵列的光传输是通过一种称为“表面等离子体激元共振”的现象发生的,该现象涉及金属表面中自由电子的振荡。Yanik在2011年的论文中指出,通过利用一种称为Fano共振的现象(以意大利物理学家Ugo Fano命名),可以大大增强光传输。

无标签检测

Yanik说:“这种效果会导致肉眼可以看到的光传输差异很大。” 与传统的实验室测试(例如PCR和ELISA)(目前是埃博拉病毒感染的标准测试)不同,Yanik的方法不依靠荧光标签或其他标记物来查看结果。他说:“病原体与传感器结合后,可以立即读取结果。”

但是,需要做进一步的工作,以将传感器的灵敏度提高到可以在常规“即时医疗”临床评估中有效检测病毒的程度。Yanik计划与UC Santa Cruz的化学和生物化学教授Jin Zhang合作开发新版本的传感器。Zhang的研究小组致力于先进纳米材料的广泛应用。

Yanik说:“他拥有使生物传感器对病毒检测更加敏感的精确技术,因此我们正在研究一项将他的方法与我们的方法相结合的提议。”

Yanik研究的另一个主要重点是检测和分离癌症患者血液中的循环肿瘤细胞(CTC)。CTC可以将癌症扩散到身体的其他部位(转移),在血液样本中检测到它们可能对预后和治疗产生重要影响。Yanik正在研究高效捕获四氯化碳并将其分离出来用于分子分析的方法。在来到加州大学圣克鲁斯分校之前,他在哈佛大学医学院和麻萨诸塞州总医院担任研究助理,开始了这项工作。在UCSC,他正在与分子,细胞和发育生物学的助理教授Zhu Wang合作,他研究前列腺癌的基因改变。

亚尼克说:“那是一场自然的比赛。” “我们在新任教师的入职培训会议上见面,我们的合作从那儿分离出来。”

等离子体生物传感器和CTC技术都处于竞争激烈的领域,但是Yanik对他开发的方法充满信心。他说:“解决这些问题的方法很多,但我们的技术已经取得了一些空前的成果。” “我很乐观,我们可以改变人们的生活。”

文章链接://jksh/30962.html

文章标题:新型生物传感器技术可以快速检测埃博拉病毒