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至碳纳米管阵列技术:提升设备的病毒检测能力

发布时间:2021-11-26

碳纳米管阵列技术:提升设备的病毒检测能力 碳纳米管阵列技术:提升装备的病毒检测能力 时间:2016⑴0⑵0 22:31:00

垂直排列的密集碳纳米管阵列可通过间距的控制,来选择性地捕获特定尺寸的病毒。这将无疑下降病毒检测的浓度阈值新国标对原辅料和添加剂的管理模式更加清晰明确,并加速辨认新病毒的进程。该研究由宾州州立大学的1支跨学科科学家团队主导,研究成果发表在2016年10月7日的《ScienceAdvances》杂志上。

至碳纳米管阵列技术:提升设备的病毒检测能力

碳纳米管阵列技术:提升装备的病毒检测能力

毛里西奥 特罗内斯(MauricioTerrones)是宾州州立大学的物理学、化学和工程学教授,同时也是论文作者之1。他说:在未有症状,或是从现场样品中检测致病病毒是非常困难的,由于此时病毒的浓度低于目前检测方近20年来,随着科学技术的革新和眼科学的飞速进展,人们对眼科材料的要求愈来愈高,需要更好的功能性眼科生物材料利用到眼科的各个领域当中法的阈值。基于碳纳米管的装备允许我们从稀释的样品中根据尺寸大小选择性地捕获病毒,并使之聚集。这些病毒的尺寸通常小于人类细胞或细菌,但大于大多数蛋白质和大份子。这1技术将检测少许病毒的能力提升了最少1百倍。

研究团队开发并测试了1种小型便携式装备,通过在碳纳米管阵列中捕获和集中病毒来提高病毒检测的灵敏度。从患者或环境中搜集的低浓度样品首先通过过滤器除去细菌和人类细胞等大份子,然后通过该装置中的碳纳米管阵列。

病毒被碳纳米管阵列所捕获并聚集,其他较小的份子则穿过阵列并被消除。这样,聚集在1起的病毒就能够通过量种测试方法来鉴定,包括聚合酶链反应(PCR),免疫学方法,病毒分离和基因组测序。

特罗内斯表示:由于我们的装备仅仅基于物理尺寸的大小分离和浓缩病毒,我们可以捕获生物学上未知的病毒。这1进程不需要任何抗体或份子标记。1旦我们捕获并且得到1定浓度的病毒,就能够使用其他技术,如全基因组测序来测定它们。

生物医学工程副教授郑斯扬是该论文的另外一位作者。他说:过去210年中致命病毒的大爆发都是由新病毒的出现引发的。这类基于病毒尺寸的富集技术,在鉴定没有抗体和序列信息的新病毒方面特别有效。我们的新技术不但能够将病毒浓度提高最少1百倍,还可以去除宿主和环境污染物。从现场搜集的样品无需通过病毒培养就能够直接鉴定。

诸如流感、艾滋、埃博拉和寨卡病毒等都可以致使突发性的严重危机。目前用于分离和鉴定这类病毒的技术发展缓慢且本钱高昂,并且通常需要昂贵的试剂和笨重的专用存储介质。另外,大多爆发性的卫生危机都是由新病毒引发的,现有的方法对这些病毒没法进行选择性分离和鉴定。

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郑斯扬玻璃纤维主导全部市场表示,他们开发的碳纳米管阵列技术可以控制纳米管之间的距离从17纳米到300纳米,因此可以捕捉不同尺寸大小的病毒。同时,这些碳纳米管阵列可以集成为1个可扩大的便携式微型装备。如此1来,病毒的现场检测就不再需要庞大的仪器和专门的存储试剂。

研究人员随后使用病毒标准样品检测了病毒的稀释样品,和现场样品中新出现的未知病毒,以测试新装备的病毒捕获能力。

我们开发了1个便携式平台,基于物理尺寸捕获和富集病毒,宾州州立大学博士后研究员和本文的作者Yin-TingYeh说:这类基于尺寸来挑选的方法提供了快速富集现场样品中病毒浓度的可能性,并且不需要使用抗体。该装置可以更早检测出未知的病毒,从而加快大范围病毒爆发事件中的疫苗开发进程。