據物理學(xué)家組織網(wǎng)8月28日報道,美國紐約大學(xué)理工學(xué)院的科研人員制成了超靈敏的生物傳感器,能夠識別出溶液中最小的單個(gè)RNA型病毒(核酸為RNA的一類(lèi)病毒總稱(chēng)為RNA型病毒)顆粒。這項進(jìn)展有望徹底改變早期疾病的檢測模式,并將測試結果的等待時(shí)間從幾周縮短至幾分鐘。相關(guān)研究報告發(fā)表在最新一期《應用物理快報》上。
通常情況下,需要在真空環(huán)境中使用電子顯微鏡對病毒進(jìn)行探測,這不僅耗費時(shí)間,也提升了操作的成本和復雜性。而利用新型生物傳感器,科學(xué)家能夠探測到最小的單個(gè)RNA病毒顆粒MS2,其質(zhì)量?jì)H為6阿克(微微微克)。激光會(huì )從可調諧激光器中射出沿光纖運動(dòng),位于遠端的探測器將會(huì )測量這些光的強度。一個(gè)微型的玻璃球將與光纖接觸,改變光的路徑,使其環(huán)繞玻璃球運動(dòng)。當病毒顆粒與小球接觸時(shí),其將改變小球的特性,引發(fā)諧振頻率的變化。激光將環(huán)繞生物傳感器的玻璃球運動(dòng)多次,確保表面上的任何細節都不被遺漏。
而顆粒越小,記錄這些變化也越困難。例如與小兒麻痹癥相關(guān)的病毒和抗體蛋白等就十分細小,這就需要靈敏度更高的傳感器??蒲行〗M通過(guò)將黃金納米接受器黏著(zhù)在諧振的微球體上,實(shí)現了傳感器的靈敏度提升。這些接受器為等離子體材質(zhì),因此能夠增強附近的電場(chǎng),使得微小的擾動(dòng)也能被輕易探測出來(lái)。
目前科學(xué)家正在嘗試以新型傳感器探測單個(gè)蛋白質(zhì),這可謂是向著(zhù)早期疾病檢測邁出的主要一步。該校應用物理系的斯蒂芬·阿諾德教授解釋說(shuō):“當身體遇到外來(lái)的病毒侵入時(shí),其將生成大量的抗體蛋白作為回應。如果我們能探測并識別出單個(gè)的蛋白,就能更早發(fā)現病毒的存在,并加快治療的進(jìn)程?!倍陨飩鞲衅魈綔y人體血液、唾液和尿液中的疾病標記,也是科學(xué)家未來(lái)的努力方向之一。