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芯片研究人员如何在Covid-19诊断测试中导致电荷

2月13日,2021年经过卢克詹姆斯

电气工程师在工作中努力争取对抗冠状病毒的斗争和诊断装置。这是看几个“实验室内芯片”亮点。

抗体试验对于帮助确定Covid-19的案例未被发现,以及是否有病毒的患者现在可能是免疫的。然而,常规的免疫传感器抗体试验缓慢并且具有显示不准确的结果的趋势。

许多研究人员正在创建SOC,以解决与这些基本测试相关的设计级别问题。

芯片上的芯片在分钟内检测抗体

由Carnegie Mellon University(CMU)的研究人员开发的新抗体测试据说在几秒钟内检测Covid-19抗体

该试验基于先进的纳米材料的生物传感平台,它可能导致Covid-19的超快速诊断,这对于治疗疾病的治疗至关重要,并且在整个人群中放缓。

在10月出版的研究中,科学家们提出了一个所谓的据说实验室芯片(LOM)测试,据称将免疫应答检测到Covid-19两到三分钟

研究人员快速Covid-19抗体测试由微流体芯片提供动力的原型

由微流体芯片提供技术的研究人员快速Covid-19抗体的原型。使用的图像礼貌卡内基·梅隆大学

该装置是通过使用气溶胶喷射3D打印构建的。通过热烧结气溶胶液滴在一起在纳米级上印刷微粒微粒电极,从而导致增加微米表面积的不规则表面并导致增强的电化学反应。该反应导致抗体锁定到涂覆在电极上的抗原,从而能够检测。

使用微小的血液,LOC平台可以识别两种关键抗体的存在:尖峰S1蛋白和受体结合结构域(RBD),即使在低至每毫升的0.15纳秒的低浓度抗体。该测试通过依赖于微流体内的电化学反应来发送信号到附近计算机。

微流体芯片制造过程的示意图

微流体芯片制造过程的示意图。使用的图像礼貌卡内基·梅隆大学

用于构建测试的材料廉价,使微流体LOC测试能够以低成本批量生产。研究人员还声称,因为传感平台本身是通用的,它可用于快速检测艾滋病毒和Zika的不同传染病。

芯片上卡一次检测多个病毒

罗切斯特大学在1月初报道了它创建嵌入在一次性卡上的光学芯片,该芯片将检测多个病毒,包括SARS-COV-2,在一分钟内。

罗切斯特研究人员正在开发一个

罗切斯特研究人员正在开发一个“芯片”,可以检测到包括SARS-COV-2的多种病毒的暴露。用大学米勒实验室使用的图像罗切斯特医疗中心

根据研究人员,这项技术的核心 - 小型光学芯片 - “不大于一粒米”。在芯片的不同区域,传感器可以检测与八种不同病毒有关的蛋白质。如果有人接触到这八种病毒中的任何一种,那么对患者血液样品中发现的那些病毒的抗体将被吸引到蛋白质中并因此检测到。

“这是一个全新的诊断平台,”罗切斯特大学罗切斯特大学罗切斯特医学中心的北极米勒,该项目的主要研究人员“。

卡片设备上的芯片将使临床医生能够快速检测Covid-19并理解Covid-19和先前感染之间的关系。研究人员希望最近春季的早春有一个经过验证的原型,并计划使用100个同意Covid-19患者的血液来测试设备的有效性。

微流体芯片依靠光线依赖于高精度结果

9月,由冲绳科技学院(OIST)报告的研究来自概念证明研究的设备,使用便携式实验室技术来准确地测量血液血浆中存在的抗体的浓度

研究人员开发的抗体测试平台

奥斯特研究人员开发的抗体测试平台。使用的图像礼貌冲绳科技学院

虽然抗体测试存在许多准确的平台,但它们是总体昂贵的,并且需要在实验室中进行。正如我们在Covid-19大流行期间看到的那样,这意味着它可能需要几个小时(或在高工作量的日子里)获得结果。这是一种明显的缺点,当一般循环中有一个致命的病毒,可以很容易地传播。虽然还有其他抗体试验,易于使用,快速和便携,它们不如妨碍测试努力。

冲绳研究人员通过开发替代测试平台,避免了这种可访问性和准确性之间的不利折衷。它将光敏技术与微流体芯片结合在30分钟内提供准确的结果,即使抗体浓度非常低。

每台实验室芯片都是便宜的生产,并通过培训的运营商生产基于实验室的处理,并通过普遍工人和志愿者进行广泛的全国范围内的测试更加可行。

在这里,绿色箭头显示样品通过芯片移动的方向

在这里,绿色箭头显示样品通过芯片移动的方向。使用的图像礼貌冲绳科技学院

该平台的微流体芯片由带有嵌入式微流体通道的金覆盖的玻璃载玻片制成,与光纤光探针集成。使用电压,研究人员在玻璃载玻片上创造了成千上万的尖峰金结构。然后通过连接SAR-COV-2穗蛋白的片段来修饰这些结构,这对于帮助病毒感染细胞来说至关重要并引起强烈的免疫应答。

在他们的概念证明研究中,研究人员证明了通过使用与Covid-19抗体掺入的人工血浆来检测抗体背后的工作。

使用注射器泵,样品通过芯片抽出超过蛋白质涂覆的金纳米钉,其与尖刺蛋白片段结合。然后通过光纤光探针检测该绑定。当更多抗体结合时,光纤光探针在吸收光的波长中拾取更大的换档。

使用这些信息,可以确定血浆样品内存在的抗体的浓度。冲绳研究人员预测其定量Covid抗体试验的广泛推出可能会影响疾病的治疗方式。