美研制全新传感器30分钟检测埃博拉
- 2014-11-05 14:11:445011
据外媒报道，美国波士顿大学工程学院一支由塞利姆-乌恩鲁*的研究小组，花费了5年时间研制出了一种被称为“单一颗粒干涉反射成像传感器”（SP-IRIS）的全新传感器，能够在短短30分钟内完成对血样的检测，确定患者是否感染埃博拉病毒，大幅度提高了对患者诊断的效率。专家们表示采用这种传感器的检测装置尺寸与鞋盒差不多，任何人都可以操作，可以运到非洲帮助监控埃博拉病毒的蔓延。
美研制全新传感器30分钟检测埃博拉
波士顿大学研制的装置通过反射光线有效检测埃博拉病毒。研究人员表示遏制埃博拉病毒面临一系列挑战，例如次对患者进行诊断时的成本和难度。传统的荧光标记型检测方式需要借助昂贵的实验室设备，耗费大量时间进行样本的采集、运输和处理同时还需要对检测人员进行培训。
波士顿大学的科学家用了5年时间研制这种检测装置。他们指出这种装置可用于在资源欠缺的国家诊断埃博拉以及其他出血热。2010年，他们在美国化学学会杂志《纳米快报》上阐述他们的想法。据悉，这种装置由波士顿大学工程学院一支由塞利姆-乌恩鲁*的研究小组研制。乌恩鲁是生物医学工程学、电子与计算机工程学以及材料工程学教授。艺术与科学学院的物理学教授班奈特-古尔德伯格也参与了这项研究。研究显示这种装置能够检测单个H1N1病毒颗粒。
工程学院的研究小组与医学院微生物学教授约翰-康纳以及德克萨斯大学医学分校的出血热研究员合作，利用4年时间对检测装置进行改进。研究小组指出这种装置能够同时检测血清样本中的多种病毒，包括经过基因改造，用以模拟埃博拉和马尔堡病毒行为的病毒。《福布斯》杂志报道称，这是一项能够潜在地颠覆游戏规则的技术，用于遏制埃博拉病毒。这种装置根据独特的基因组长度和其他因素导致的尺寸变化对个体病毒进行检测。研究论文呢刊登在5月期《纳米快报》上，美国国立卫生研究院对研究提供了资金支持。
乌恩鲁表示：“其他科学家研制了基于不同标记的系统，但没有一个人能够成功地在复杂的媒介中检测纳米尺度的病毒颗粒。借助在光学生物传感器和出血热方面的知识和技术，我们的研究小组成功研制了一种高度灵敏的装置，能够用于临床快速检测。”他指出典型的生物学样本可能含有多种病毒、细菌和蛋白质。乌恩鲁是工程学院的副院长，负责研究计划和研究生项目。
传统检测方式需要1个小时准备样本，2个小时或者更长时间对样本进行处理。相比之下，波士顿大学研制的检测装置所需的样本准备时间极少，大约一个小时内便可获得检测结果。波士顿大学国家新兴传染病实验室的研究员康纳表示：“通过将样本准备和处理时间减至少，我们的系统能够潜在地减少医护人员暴露在病毒环境下的时间。通过同时检测多种病毒，这种装置能够大幅提高患者诊断的效率。”
波士顿大学研制的诊断器原型尺寸与鞋盒差不多，采用电池驱动，被称之为“单一颗粒干涉反射成像传感器”（SP-IRIS），利用多颜色LED光源放射的光线照射被束缚在传感器表面的病毒纳米颗粒的方式检测病原体。传感器表面涂有病毒特异性抗体，所反射的光线的干涉因病毒颗粒的存在发生改变，产生一个独特的信号，揭示颗粒的尺寸和外形。传感器表面面积较大，能够捕捉到多100万个纳米颗粒的“泄露秘密”的响应。
SP-IRIS正在多家实验室进行测试，其中包括德克萨斯大学医学分校一家生物安全达到4级（BSL-4）的实验室。这个实验室用于进行出血热病毒研究。一旦获得进行BSL-4研究的批准，波士顿大学国家新兴传染病实验室也将对SP-IRIS进行测试。鉴于研究小组当前的进展速度，SP-IRIS有望在5年内走向医学市场。