賴斯大學(xué)的工程師借助編程的磁性納米珠和插入現(xiàn)成手機(jī)的診斷工具，可以在55分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)診斷出COVID-19。

賴斯大學(xué)機(jī)械工程師Peter Lillehoj實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種郵票大小的微流控芯片，該芯片可測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)手指刺中血清中SARS-CoV-2核衣殼（N）蛋白的濃度。納米珠與芯片中的SAV-CoV-2 N蛋白（COVID-19的生物標(biāo)記物）結(jié)合，然后將其轉(zhuǎn)運(yùn)到檢測(cè)微量生物標(biāo)記物的電化學(xué)傳感器中。

研究人員認(rèn)為，與廣泛用于診斷COVID-19且需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析的基于拭子的PCR測(cè)試相比，他們的過程簡(jiǎn)化了樣品處理。

Lillehoj說：“這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是不需要實(shí)驗(yàn)室?！?“您可以執(zhí)行整個(gè)測(cè)試，并在收集地點(diǎn)，診所或藥房生成結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)易于運(yùn)輸和使用?！?/span>

該研究發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志ACS Sensors上。

新工具依賴于稍微復(fù)雜一些的檢測(cè)方案，但可以在短時(shí)間內(nèi)提供準(zhǔn)確，定量的結(jié)果。為了測(cè)試該設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室依靠健康人和其他COVID-19陽性患者捐贈(zèng)的血清樣本。

Lillehoj說，使用全血清時(shí)，孵育時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)果越準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)血清中，微芯片檢測(cè)SARS-CoV-2 N蛋白的濃度低至每毫升50皮克（十億分之一克），是最理想的時(shí)間。通過將血清稀釋五倍，微芯片可以在25分鐘內(nèi)檢測(cè)甚至更低濃度的N蛋白（每毫升10皮克）。

與Google Pixel 2手機(jī)和插入式恒電位儀配合使用，它能夠以低至230皮克的全血清濃度進(jìn)行陽性診斷。

Lillehoj表示：“用針對(duì)特定生物標(biāo)志物的抗體來修飾珠子是有標(biāo)準(zhǔn)程序的。當(dāng)你將它們跟含有生物標(biāo)志物的樣本結(jié)合在一起時(shí)，它們就會(huì)結(jié)合在一起?！?/span>

據(jù)了解，這套設(shè)備先是用一根毛細(xì)管將樣本送到芯片上，然后芯片被放置在磁鐵上，磁鐵將珠子拉向涂有捕獲抗體的電化學(xué)傳感器。此時(shí)，珠子跟捕獲的抗體結(jié)合并產(chǎn)生跟樣本中生物標(biāo)志物濃度成比例的電流。

恒電勢(shì)儀負(fù)責(zé)讀取電流并向其手機(jī)應(yīng)用發(fā)送信號(hào)。如果沒有COVID-19生物標(biāo)記物，珠子不會(huì)跟傳感器綁定也不會(huì)在芯片內(nèi)被沖走。

Lillehoj說，如果有必要，在工業(yè)上制造微流控芯片或使其適應(yīng)新的COVID-19菌株并不困難。

來源：

https://news.rice.edu/2021/02/25/chip-simplifies-covid-19-testing-delivers-results-on-a-phone/

文獻(xiàn)地址：

https://doi.org/10.1021/acssensors.0c02561

Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, High Sensitivity Measurements of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein in Serum