Nature子刊 | 新型病毒快速检测装置

自新冠病毒SARS-CoV-2 2019年底暴发以来,常规检测手段主要基于核酸检测(PCR)。但是PCR在实际应用方面具有一定的局限性,比如苛刻的实验室要求、复杂的样品处理过程、 需要具备相关技术的操作人员、一般需要等待1-2天获取检测结果等。

2021年5月24日,沙特国王科技大学(KAUST)Sahika Inal 有机电化学晶体管纳米器件团队和Stefan Arold结构生物蛋白团队合作在Nature Biomedical Engineering上发表了文章Rapid single-molecule detection of COVID-19 and MERS antigens via nanobody-functionalized organic electrochemical transistors开发的新型COVID-19 快速检测装置。该装置可直接用于唾液样品的检测, 具备优异的选择性和特异性。经抗体片段  (nanobody)修饰的有机电化学晶体管(OECT)传感器具有超低检测极限(单个分子),可在15 分钟以内对于SARS-CoV-2 病毒的表面刺突蛋白给予快速并且有效的响应。此外,该传感器具有可编程属性,通过替换特异性 nanobody,极易拓展用于其他相关疾病的检测(比如中东呼吸综合症, MERS)。

文章亮点主要有:

(1)新型 p 型有机聚合物半导体材料的应用, 可有效提高的晶体管纳米器件的化学及电子器件输出稳定性;该有机晶体管纳米器件可以有效放大相关生物信号 (比如 抗原-抗体的结合)百万倍以上;

(2)在电极制备方面,尺寸大小0.64 mm2,成本极其便宜可一次性使用。电极表面可以负载超高密度生物探针nanobody (理论计算可达550亿个抗体片段),并且可有效控制生物探针(nanobody)的伸展性,灵活性及方向性;

(3) 具有超低检测极限, 可对单个蛋白分子进行快速识别和响应;

(4) 该器件可以有效快速地检测COVID-19 临床唾液及鼻拭子样品,并且具有比PCR更高的灵敏性;

(5)通过简单替换nanobody, 就可以实现对不同疾病抗原体的检测。

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