2021年05月24日,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST )科学家开发的新型快速冠状病毒测试可以在 15 分钟内提供高精度的结果。该诊断方法将电化学生物传感器与工程蛋白结构相结合,使临床医生能够快速检测病毒片段。相比以前只能利用较慢的基因技术进行,其精确度和时间成本大幅提高。整个检测过程可以在核酸采样点现场进行测试血液或唾液样本:无需费力的样品制备或集中在实验室进行。
领导这项研究的KAUST生物化学家Raik Grünberg说:"最先进的生物电子设备、材料科学工程和合成生物学蛋白质设计的结合,确实使得简化和加速冠状病毒检测成为可能。他们现在正与商业伙伴合作,以调整他们的实验室规模原型。他们希望创建一个台式便携式设备,方便部署,以帮助遏制COVID-19大流行。这种生物传感器技术可以应用于检测其他病原体,因此,将对今天和将来控制大流行病产生重大意义。冠状病毒测试仍然像以往一样重要。尽管沙特阿拉伯和世界各地的疫苗接种率不断提高,但全球COVID-19病例数量仍然居高不下,公共卫生官员需要快速识别感染该病的个人,以便限制病毒传播。目前的测试模式通常分为两个阵营:要么通过遗传手段检测病毒RNA,这种方法可能很慢,涉及微量分子信号的酶放大,要么它们以快速但不太准确的方式捕获病毒蛋白(称为抗原)。新的KAUST技术现在结合了蛋白质检测的速度和基因测试的精度。即使样本中只有一个病毒颗粒,我们的平台也会检测到它,"KAUST实验室的博士后郭凯英说,他与同事肖法鲁尔·伍斯顿尼和阿尼尔·科克鲁共同参与了这项研究。
该系统基于病毒特异性纳米颗粒,这种结合蛋白可以设计成粘附于不同冠状病毒的片段,包括那些负责COVID-19和中东呼吸系统综合症(MERS)的病毒。纳米颗粒通过一系列生化连杆与一层薄薄的金层相连,当加入电流时,通过连接的半导体薄膜控制电流。任何与纳米体结合的病毒蛋白都会改变这种流动,产生一个信号,通过一种称为有机电化学晶体管的装置放大到可测量的水平。研究人员最初对人类唾液和血液样本进行了检测,这些样本中含有导致中东呼吸综合征和药物逆转录病毒(COVID-19)的冠状病毒中的蛋白质。然后,他们与KAUST卫生局的医生以及利雅得费萨尔国王专科医院和研究中心的科学家合作,验证了从患者身上采集的唾液和鼻拭子等临床标本的检测结果。与标准基因检测相比,速度、多功能性和性能突出了新方法的优势,实现快随准确检测COVID-19等病毒,防止病毒的快速传播。
作者:王浩