加州理工学院推出COVID-19快速检测传感器

加州理工学院推出COVID-19快速检测传感器

传感器元件由激光蚀刻的薄塑料制成。

COVID-19病毒难以控制的一个特点是,它可以被无症状感染者轻易传播给他人。因此,遏制新冠病毒大流行全球努力的关键是开发能够快速识别无症状感染者的COVID-19快速检测方法。

现在,加州理工学院的研究人员开发了一种新型多重检测(一种结合多种数据的检测)和一种低成本传感器,该传感器可以通过快速分析少量唾液或血液在家中诊断COVID感染。在不到10分钟的时间内,无需医疗专业人员的介入。

这项研究是在安德鲁(Andrew)和佩吉(Peggy Cherng)医学工程系的助理教授高伟(Wei Gao)的实验室中进行的。此前,高伟和他的团队开发了无线传感器,该传感器可以通过以下方式监测痛风和压力水平等状况:检测血液,唾液或汗液中极低水平的特定化合物。

该传感器由石墨烯制成。用激光蚀刻的塑料板会生成带有微小孔的3D石墨烯结构。这些孔在传感器上产生了大量的表面积,这使其灵敏度足够高,可以高精度地检测仅少量存在的化合物。在这种传感器中,石墨烯结构与抗体,对特定蛋白质(例如,COVID病毒表面的蛋白质)敏感的免疫系统分子耦合。

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传感器的早期版本中已浸渍了与压力有关的皮质醇激素抗体和高浓度引起痛风的尿酸。Gao将该传感器命名为SARS-CoV-2 RapidPlex,它包含抗体和蛋白质,可以检测病毒本身的存在。人体产生的抗病毒抗体;和炎症化学标志物,表明COVID-19感染的严重程度。

加州理工学院推出COVID-19快速检测传感器
当连接到支持电子设备时,该传感器可以通过蓝牙将数据无线传输到用户的手机。

“这是我见过的唯一一个远程医疗平台,该平台可通过一个传感器就三种类型的数据提供感染信息。” “在短短几分钟之内,我们就可以同时检查这些水平,从而获得有关感染的全貌,包括早期感染,免疫力和严重程度。”

成熟的COVID测试技术通常需要数小时甚至数天才能产生结果。这些技术还需要昂贵,复杂的设备,而Gao的系统既简单小巧。

到目前为止,该设备仅在实验室中进行了测试,仅从实验室进行了少量血液和唾液样本测试,这些样本用于医学研究,是从对COVID-19呈阳性或呈阴性的个人那里获得的。尽管初步结果表明该传感器非常准确,但必须对实际患者进行大规模测试,以最终确定其准确性。

随着初步研究的完成,Gao下一步计划测试定期使用传感器的时间,并开始对住院的COVID-19患者进行测试。在进行了院内测试之后,他想研究该测试在家庭中的适用性。经过测试后,该设备需要获得监管机构的批准,才能在家庭中广泛使用。

该研究发表在 matter 杂志上,标题为”SARS-CoV-2 RapidPlex: A Graphene-based Multiplexed Telemedicine Platform for Rapid and Low-Cost COVID-19 Diagnosis and Monitoring,”

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渲染图显示传感器区域分布,每个区域检测到不同的COVID-19感染指示。

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