Wang氏らは、空気中のバクテリアやウイルスを検知できるセンサーを研究した。1月に遡る
ウイルス検出のためのほとんどの研究所呼吸器感染症は逆転写ポリメラーゼ連鎖反応、別名RT-PCRと呼ばれる分子技術を使用します。これは、少量のウイルスでも検出できるよく知られた方法ですが、かなり欠点があります。たとえば、ロシアのテストの30％が間違っているという証拠があります。
ジン・ワンと彼のチームは代替案を開発しました光学バイオセンサーの形でテスト方法。センサーは、安全で信頼性の高いウイルス検出のための2つの異なる効果を組み合わせます。それは、金ナノアイランドと呼ばれる金の小さな構造でできており、ガラス基板上にあります。 SARS-CoV-2の特定のRNAシーケンスに一致する人工的に生成されたDNA受容体は、ナノアイランドに移植されます。したがって、センサー上の受容体は、ウイルスの固有のRNA配列と相補的であり、ウイルスを確実に識別できます。
研究者が使用する技術LSPRと呼ばれる検出は、金属ナノ構造で発生する光学現象である局在表面プラズモン共鳴の略語です。励起されると、特定の波長範囲で入射光を変調し、ナノ構造の周囲にプラズモニック近接場を作成します。分子が表面に結合すると、励起されたプラズモン近傍の局所的な屈折率が変化します。センサーの背面にある光学センサーを使用して、この変化を測定し、問題のRNA鎖がサンプルに含まれているかどうかを判断できます。
確かに、それらのチェーンのみがキャプチャされることが重要ですセンサーのDNA受容体と正確に一致するRNA。ここで、2番目の効果、つまりプラズモニック光熱効果が作用します。センサー上の同じナノ構造が特定の波長のレーザーによって励起されると、局所的な熱が発生します。
そして、これは信頼性にどのように役立ちますか？ ウイルスのゲノムは、1本のRNA鎖のみで構成されています。この鎖が追加の類似体を見つけ、それらが接続して二重鎖を形成すると、ハイブリダイゼーションと呼ばれるプロセスが発生します。アナログ-二本鎖が別々の鎖に分割される場合、このプロセスは融解または変性と呼ばれます。これは特定の融点で発生します。ただし、周囲温度が溶融温度よりもはるかに低い場合、互いに補完し合わないストランドも結合する可能性があります。これは、誤ったテスト結果につながる可能性があります。周囲温度が融点よりわずかに低い場合、追加のフィラメントのみを取り付けることができます。そしてこれは、プラズモニック光熱効果によって引き起こされる周囲温度の上昇の結果です。
「テストの結果、センサーは明らかに2 つのウイルスの非常によく似た RNA 配列を区別します。結果は数分で得られます。確かに、これにはまだ開発が必要です。しかし、センサーの準備ができれば、この原理を他のウイルスにも適用でき、流行を早期に検出して阻止するのに役立ちます。」
ジン・ワン、発明家
新しい信頼性を示すためセンサーは現在のCOVID-19ウイルスを検出し、研究者はそれを非常に密接に関連するウイルスであるSARS-CoVでテストしました。これは2003年に発生し、SARSの大流行を引き起こしたウイルスです。 2つのウイルス-SARS-CoVとSARS-CoV2-は、RNAがわずかに異なります。そして、チェックは成功しました。