Wang과 그의 동료들은 공기 중의 박테리아와 바이러스를 감지할 수 있는 센서를 탐색했습니다. 1월에 다시
바이러스 탐지를위한 대부분의 실험실에서호흡기 감염의 경우 RT-PCR이라고도하는 역전사 중합 효소 연쇄 반응이라고하는 분자 방법이 사용됩니다. 이것은 소량의 바이러스조차도 탐지 할 수있는 잘 알려진 방법이지만 매우 잘못되었습니다. 예를 들어 러시아어 테스트의 30 %가 잘못되었다는 증거가 있습니다.
Jing Wang과 그의 팀은 대안을 개발했습니다.광학 바이오 센서 형태의 시험 방법. 이 센서는 안전하고 신뢰할 수있는 바이러스 탐지를 위해 광학 및 열의 두 가지 효과를 결합합니다. 그것은 작은 금 구조, 소위 황금 나노 섬으로 만들어지며 유리 기판에 있습니다. 특정 SARS-CoV-2 RNA 서열에 상응하는 인공적으로 수득 된 DNA 수용체를 나노 섬에 이식한다. 따라서, 센서상의 수용체는 바이러스를 확실하게 식별 할 수있는 독특한 바이러스 RNA 서열의 상보 적 서열이다.
연구원들이 사용하는 기술LSPR이라고하는 검출은 금속 나노 구조에서 발생하는 광학 현상 인 국소 표면 플라즈몬 공명 (localized surface plasmon resonance)의 약자입니다. 여기되면, 그들은 특정 파장 범위에서 입사광을 변조하고 나노 구조 주위에 근거리 플라즈몬을 생성합니다. 분자가 표면에 결합 할 때, 필드 근처에서 여기 된 플라즈몬의 국소 굴절률이 변합니다. 센서 뒷면에있는 광학 센서를 사용하여이 변화를 측정하고 샘플에 해당 RNA 가닥이 포함되어 있는지 확인할 수 있습니다.
사실, 그 체인 만 캡처하는 것이 중요합니다센서의 DNA 수용체와 정확히 일치하는 RNA. 여기서 두 번째 효과는 플라즈몬 광열 효과입니다. 센서의 동일한 나노 구조가 특정 파장의 레이저에 의해 여기되면 국소 열을 생성합니다.
그리고 안정성에 어떤 도움이됩니까? 바이러스의 게놈은 오직 하나의 RNA 가닥으로 구성됩니다. 이 사슬이 추가적인 유사체를 발견하고 함께 결합하여 이중 사슬을 형성하면 혼성화 과정이 발생합니다. 아날로그는 이중 가닥이 별도의 가닥으로 분리 될 때 녹는 또는 변성이라고하는 과정입니다. 이것은 특정 융점에서 발생합니다. 그러나, 주위 온도가 융점보다 훨씬 낮 으면, 서로 보완하지 않는 얀도 결합 될 수있다. 이로 인해 잘못된 테스트 결과가 발생할 수 있습니다. 주변 온도가 녹는 온도보다 약간 낮은 경우 추가 스레드 만 부착 할 수 있습니다. 그리고 이것은 플라즈몬 광열 효과로 인한 주변 온도 증가의 결과입니다.
“테스트 결과 센서가 명확하게두 바이러스의 매우 유사한 RNA 서열을 구별합니다. 결과는 몇 분 안에 준비됩니다. 사실, 아직 개발이 필요합니다. 그러나 일단 센서가 준비되면 이 원리는 다른 바이러스에 적용될 수 있으며 초기 단계에서 전염병을 감지하고 중지하는 데 도움이 될 수 있습니다."
발명가 왕징
새로운 것이 얼마나 안정적인지 보여주기 위해센서는 현재 COVID-19 바이러스를 탐지하고, 연구원들은 매우 가까운 바이러스 SARS-CoV로 테스트했습니다. 이것은 2003 년에 발생하여 사스에 전염병을 일으킨 바이러스입니다. SARS-CoV 및 SARS-CoV2의 두 바이러스는 RNA가 약간 다릅니다. 그리고 확인에 성공했습니다.