新传感器或彻底改变新冠肺炎的筛查方法

约翰霍普金斯大学开发了一种新冠肺炎传感器，可以同时提高准确性和检测速度，有望彻底改变病毒检测方法。29日《纳米快报》发表的这项新研究描述了这种新传感器。它不需要样品制备和操作的专业知识，与现有检测方法相比具有很强的优势，特别适合大规模群体检测。

“这项技术非常简单，只需在设备上滴一滴唾液，然后得到一个阴性或阳性结果。”约翰霍普金斯大学机械工程副教授伊桑巴曼(Ethan Barman)表示，它的新颖性在于它是一种无标记技术，这意味着不需要额外的化学修饰，如分子标记或抗体功能化。传感器最终可以用于可穿戴设备。

曼说，这种新技术产品尚未在市场上销售，它弥补了两种最广泛使用的新冠肺炎检测方法的局限性。PCR(聚合酶链反应)检测非常准确，但需要复杂的样品制备，在实验室处理结果需要几个小时甚至几天。另一种抗原测试在检测早期感染和无症状病例方面不太成功，可能会导致错误的结果。

这种新型传感器几乎和PCR检测一样灵敏，和快速抗原检测一样方便。在初始检测过程中，该传感器在检测唾液样品中的新冠肺炎时显示出92%的准确性，这与PCR检测相当。该传感器在快速识别其他病毒方面也非常成功，包括H1N1和寨卡病毒。

该传感器基于大面积纳米压印光刻、表面增强拉曼光谱和机器学习技术，可以一次性芯片的形式在刚性或柔性表面上进行大规模测试。

这项技术的关键是研究人员开发的大面积、柔性场增强金属绝缘体天线(FEMIA)阵列。唾液被放在一种材料上，使用表面增强拉曼光谱进行分析，该光谱使用激光来检查样本分子如何振动。由于纳米结构的FEMIA显著增强了病毒的拉曼信号，因此该系统可以快速检测到病毒的存在，即使样品中只有少量痕迹。该系统的另一项重大创新是使用先进的机器学习算法来检测光谱数据中非常细微的特征，使研究人员能够确定病毒的存在和浓度。

"我们的平台超越了目前的新冠肺炎检测."巴曼说，“我们可以用它来广泛检测不同的病毒，例如，区分新冠肺炎和H1N1，甚至变种。这是目前快速检测无法轻易解决的主要问题。”

借助最先进的纳米压印制造和转移印刷技术，科学家们制造出了一种高精度、高灵敏度和可扩展的新冠肺炎传感器，这对其未来在基于芯片的生物传感器中的应用非常重要，未来可以集成到可穿戴设备中。这种传感器材料最大的优点是可以放置在任何种类的表面上，从门把手和建筑入口到口罩和纺织品等。因此，只要与手持式检测设备集成，就可以方便地用于机场、学校、医院、体育场等人员密集场所的快速新冠肺炎筛查。