有希望的COVID-19检测新方法——等离子体传感

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RT-PCR的试剂供应可能会过度紧张，培训人员可能会过度要求，处理时间可能会过长。种种原因，这使得一些应变的技术脱颖而出。

目前的COVID-19检测严重依赖于逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）技术。尽管现在RT-PCR是检测病毒RNA（如COVID-19病毒颗粒释放的病毒RNA）最敏感的方法。但RT-PCR的试剂供应可能会过度紧张，培训人员可能会过度要求，处理时间可能会过长。种种原因，这使得一些应变的技术脱颖而出。
例如，一种名为局部表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance ，LSPR）（LSPR）的传感技术。据苏黎世ETH的研究人员称，当LPSR被赋予检测COVID-19 RNA任务时，这项技术显示出高度的准确性、敏感性和快速性。

4月13日，研究人员在ACS Nano上发表了一项概念验证研究。这项题为“Dual-Functional Plasmonic Photothermal Biosensors for Highly Accurate Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Detection”的研究描述了一种双功能等离子光热（PPT）增强LSPR生物传感系统。
与其他LPSR系统一样，这套系统检测一个金属纳米结构表面分子之间的相互作用，并将相互作用记录为折射率的局部变化。与众不同的是，ETH研究人员的系统具有结合识别特定SARS-CoV-2 RNA序列的DNA探针。

探针实际上附着在金纳米粒子（AuNIs）上，通过核酸杂交检测SARS-CoV-2 RNA。从本质上讲，DNA探针像拉链一样连接在互补的病毒RNA上。
文章作者指出：“为了获得更好的传感性能，当以等离子体共振频率发光时，热等离子体的热度在同一个基于芯片的AuNIs上产生。局部PPT热可以提高原位杂交温度，并有助于准确识别两个相似的基因序列。”
换言之，苏黎世ETH的研究人员（由Jing Wang博士领导）使用激光加热纳米粒子，使不完全匹配的序列更难保持连接，从而减少假阳性结果。例如，一个核酸“拉链”缺失了几个牙齿，在这些情况下，部分错配将被解开。这样，研究人员就可以区分SARS-CoV-2和它的近亲SARS-CoV-1。

文章作者宣称“我们的双功能LSPR生物传感器，对选定的SARS-CoV-2序列显示出高灵敏度，检测下限低至0.22 pM，并允许在多基因混合物中精确检测特定目标。”
该检测在几分钟内检测到低于呼吸拭子中病毒RNA的含量。作者总结道：“在COVID-19爆发的背景下，这种双功能LSPR生物传感器可以提供一个可靠、易于实现的诊断平台，以提高临床试验的诊断准确率，减轻PCR检测的压力。”

在推广之前，该系统还需对患者样本中完整的病毒RNA进行测试。此外，还需要解决SPR系统的某些实际局限性。去年在《临床实验室新闻》（Clinical Laboratory News）上发表的一篇文章（题为“The Role of Surface Plasmon Resonance in Clinical Laboratories”）讨论了这些局限性：

“仪器价格昂贵——根据仪器的吞吐量或通道数量，从50000美元到300000美元不等。此外，只有少数公司生产这种仪器。一些公司提供的仪器主要为学术和制药实验室设计。供应商对研究和药物应用的关注在一定程度上解释了为什么临床实验室对仪器不太熟悉，并且可能认为技术太复杂，无法满足他们的需求。”

同一篇文章还指出SPR技术有几个优点：但是它可以自动化，开发方法所需的生物试剂少，几分钟就能产生结果。在这些方面，SPR可能比其他RT-PCR方法更具优势。
健康专家一致认为，扩大检测对控制COVID-19的传播至关重要。然而，包括美国在内的许多国家，由于一些试剂供应有限，以及等待可用PCR机器和实验室人员的样品积压，检测工作出现了滞后。此外，RT-PCR方法已经被证实会产生假阴性和阳性的检测结果。

原文检索：Dual-Functional Plasmonic Photothermal Biosensors for Highly Accurate Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Detection