約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University) 的研究人員開發出一種以表面增強拉曼光譜(SERS) 與機器學習相結合的 COVID-19 檢測技術。該技術不需要樣品製備或特殊訓練,並且可以在短短 25 分鐘內提供結果,其準確性可與目前的黃金標準 PCR 相媲美。有趣的是,感測器材料可以用標準晶片格式部署以進行個人化檢測,但它也可以應用於經常觸摸的表面,例如大門把手,甚至作為可穿戴式裝置,來監測環境和個人病毒暴露。
COVID-19疫情大流行仍在持續中,儘管死亡和痛苦的程度有所降低,但這種病毒沒有消失的跡象。一如既往,檢測對於監測和控制病毒的傳播至關重要,而來自約翰霍普金斯大學Johns Hopkins 的科學家們為更快、更準確和更方便的檢測技術做出了貢獻。
他們的設備以表面增強拉曼光譜為基礎,其中涉及使用雷射來研究樣品中的分子振動。在這種情況下,他們使用靈活的柔性場增強金屬絕緣體天線 (FEMIA) 陣列來增強樣本中病毒顆粒的拉曼訊號,進而使他們能夠檢測到非常低水準的病毒。機器學習演算法有助於訊號分析。該技術易於使用,並且可以相對快速地提供準確的結果,研究人員報告說準確率為 92%,等待時間約為 25 分鐘。
新感測器開發人員Ishan Barman表示:“這項技術就像在我們的設備上滴一滴唾液並獲得陰性或陽性結果一樣簡單,關鍵的新穎之處在於這是一種無標記技術,這意味著不需要額外的化學修飾,如分子標記或抗體功能化。這意味著感測器最終可以用於穿戴式裝置。”
有趣的是,這項新技術可以用作環境監測設備,將 FEMIA 陣列應用於經常接觸的表面,然後對其進行分析以衡量社區中的病毒水平。另一個應用是作為個人穿戴式設備,可能適用於處於病毒暴露高風險中的醫護人員,隨後的分析可提供對個人暴露的估計。
參與這項研究的另一位研究員David Gracias提到:“使用最先進的奈米壓印製造和轉移印刷技術,我們已經實現了剛性和柔性 COVID 感測器基板的高精準度、可調諧和可擴展的奈米製造,這對於未來不僅在基於晶片的生物感測器上,而且在穿戴式設備上的實施都很重要”。
(來源: Medgadget 生策中心編譯)
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(圖片來源:Johns Hopkins University)