Wang และเพื่อนร่วมงานของเขาตรวจสอบเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับแบคทีเรียและไวรัสในอากาศได้ย้อนกลับไปในเดือนมกราคม
ในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ทำการตรวจหาไวรัสสำหรับการติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจนั้นจะใช้วิธีทางโมเลกุลเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส transcription ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ RT-PCR นี่เป็นวิธีการที่รู้จักกันดีซึ่งสามารถตรวจจับไวรัสแม้แต่จำนวนเล็กน้อย แต่ก็ผิดปกติ ตัวอย่างเช่นมีหลักฐานว่า 30% ของการทดสอบรัสเซียไม่ถูกต้อง
จิงหวางและทีมของเขาพัฒนาทางเลือกวิธีการทดสอบในรูปแบบของออปติคัลไบโอเซนเซอร์ เซ็นเซอร์รวมเอฟเฟกต์ต่าง ๆ สองแบบเพื่อการตรวจจับไวรัสที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้: ออปติคัลและความร้อน มันทำจากโครงสร้างทองเล็ก ๆ ที่เรียกว่าทองคำนาโนและตั้งอยู่บนพื้นผิวแก้ว ตัวรับ DNA ที่ได้รับจากเทียมซึ่งสอดคล้องกับลำดับของ SARS-CoV-2 RNA ที่เฉพาะเจาะจงนั้นจะถูกทาบลงบน nanoislands ดังนั้นตัวรับสัญญาณบนเซ็นเซอร์จึงเป็นลำดับที่สมบูรณ์ของลำดับไวรัส RNA ที่ไม่ซ้ำใครซึ่งสามารถระบุไวรัสได้อย่างน่าเชื่อถือ
เทคโนโลยีที่นักวิจัยใช้ในการการตรวจจับเรียกว่า LSPR เป็นตัวย่อสำหรับเสียงสะท้อนพลาสม่าบนพื้นผิวที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างนาโนของโลหะ เมื่อรู้สึกตื่นเต้นพวกเขาจะปรับแสงตกกระทบในช่วงความยาวคลื่นหนึ่งและสร้างพลาสโมใกล้สนามรอบโครงสร้างนาโน เมื่อโมเลกุลจับกับพื้นผิวดัชนีการหักเหของแสงในท้องถิ่นใน plasmon ที่ตื่นเต้นใกล้กับสนามจะเปลี่ยนไป เซ็นเซอร์ออปติคัลที่อยู่ด้านหลังของเซ็นเซอร์สามารถใช้เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงนี้และพิจารณาว่าตัวอย่างมี RNA ที่เป็นปัญหาหรือไม่
จริงมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะจับโซ่เหล่านั้นเท่านั้นRNA ที่ตรงกับตัวรับ DNA บนเซ็นเซอร์ นี่คือเอฟเฟกต์ที่สองที่เกิดขึ้น หากโครงสร้างนาโนเดียวกันบนเซ็นเซอร์ตื่นเต้นกับแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นหนึ่งจะก่อให้เกิดความร้อนเฉพาะที่
และมันช่วยความน่าเชื่อถือได้อย่างไร จีโนมของไวรัสประกอบด้วย RNA เพียงเส้นเดียว หากเชนนี้พบอะนาล็อกเพิ่มเติมและพวกมันรวมตัวกันเพื่อก่อให้เกิดสายโซ่คู่กระบวนการที่เรียกว่าการผสมข้ามพันธุ์จะเกิดขึ้น อะนาล็อกคือเมื่อเส้นสองเส้นแยกเป็นเส้นแยกกระบวนการเช่นนี้เรียกว่าการละลายหรือการเสียสภาพ สิ่งนี้เกิดขึ้นที่จุดหลอมเหลวที่เฉพาะเจาะจง อย่างไรก็ตามหากอุณหภูมิแวดล้อมต่ำกว่าจุดหลอมเหลวมากเส้นด้ายที่ไม่ได้เสริมซึ่งกันและกันก็สามารถเข้าร่วมได้เช่นกัน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ผลการทดสอบที่ผิดพลาด หากอุณหภูมิโดยรอบต่ำกว่าอุณหภูมิหลอมละลายเพียงเล็กน้อยสามารถติดตั้งเพิ่มเติมได้ และนี่เป็นเพียงผลของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกิดจากผลกระทบความร้อนจากแสงของพลาสโมน
“การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์สามารถทำได้อย่างชัดเจนแยกความแตกต่างระหว่างลำดับ RNA ที่คล้ายกันมากของไวรัสสองตัว และผลลัพธ์ก็พร้อมภายในไม่กี่นาที จริงอยู่ที่สิ่งนี้ยังต้องมีการพัฒนา แต่เมื่อเซ็นเซอร์พร้อม หลักการนี้สามารถนำไปใช้กับไวรัสอื่นๆ และช่วยตรวจจับและหยุดยั้งการแพร่ระบาดได้ตั้งแต่ระยะแรกๆ”
จิง หวาง นักประดิษฐ์
แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือใหม่เซ็นเซอร์ตรวจจับไวรัส COVID-19 ในปัจจุบันนักวิจัยทดสอบด้วยไวรัสที่ใกล้เคียงที่สุด: SARS-CoV นี่เป็นไวรัสที่ระบาดในปี 2003 และก่อให้เกิดโรคระบาดของโรคซาร์ส ไวรัสสองตัว - SARS-CoV และ SARS-CoV2 - ต่างกันเล็กน้อยใน RNA และการตรวจสอบก็ประสบความสำเร็จ