冲绳科学技术研究所 抗体测试平台由OIST微/生物/纳米流体部门的研究人员开发
信用:OIST 强大而广泛的抗体检测已经成为抗击新冠肺炎大流行的病毒——非典型肺炎的关键策略
然而，目前的测试方法太不准确或太昂贵，在全球范围内不可行
但是现在，冲绳科学技术研究生院(OIST)的科学家已经开发出一种快速、可靠、低成本的抗体检测方法
该设备在本周发表在《生物传感器和生物电子学》上的一项概念验证研究中进行了描述，它使用便携式芯片实验室技术来精确测量稀释血浆中存在的抗体浓度
抗体是免疫系统产生的中和病毒的蛋白质
研究发现，新冠肺炎抗体存在于感染的后期阶段，并在感染清除后留在血液中，从而可以识别以前感染过的人
因此，抗体测试是确定冠状病毒完全传播的重要手段——这一信息对指导公共卫生政策至关重要
然而，许多国家至今未能进行大规模的抗体测试
“许多现有的抗体检测平台都是准确可靠的，但它们成本高昂，需要由训练有素的操作人员在实验室中进行
这意味着可能需要几个小时，甚至几天才能得到结果
里卡多·富纳里，第一作者，OIST微/生物/纳米流体单位博士后研究员
“其他测试更容易使用、便携和快速，但不够准确，这妨碍了测试工作
" 研究人员通过开发一种替代的抗体测试平台来避免准确性和可访问性之间的权衡，该平台将超光传感技术与微流体芯片相结合
该芯片可在30分钟内提供结果，并且灵敏度高，甚至可检测出最低的临床相关抗体浓度
每种芯片制造成本低廉，不需要实验室或训练有素的操作人员，增加了全国范围内测试的可行性
这个新开发的平台还有另一个独特的优势
“这项测试不仅检测抗体是否存在，还提供了免疫系统产生的抗体数量的信息
换句话说，它是定量的，”领导微/生物/纳米流体单元的艾米·沈教授说
“这极大地扩展了它的潜在应用，从治疗新冠肺炎到用于开发疫苗
" 纳米颗粒吸收的光的波长根据其所处的环境而变化
该原理是检测结合到蛋白质覆盖的纳米颗粒上的抗体的存在和数量的基础
信用:OIST 照亮抗体 抗体检测平台由一个集成了光纤光探针的微流控芯片组成
芯片本身是由一个镀金的载玻片制成的，载玻片上嵌有微流体通道
利用电压，研究小组在载玻片上制作了数万个微小的尖状金结构，每个都小于光的波长
研究人员随后通过附着SARS-CoV-2尖峰蛋白的一个片段来修饰这些金纳米粒子
这种蛋白质对帮助冠状病毒感染细胞至关重要，并引起感染者免疫系统的强烈反应
在这项概念验证研究中，科学家们展示了该测试是如何通过使用人工血浆样本来检测抗体的原理，该样本中掺入了针对刺突蛋白的新冠肺炎抗体
使用注射泵，通过芯片抽取样本
当血浆流过蛋白包被的金纳米棒时，抗体会与蛋白碎片结合
该结合事件随后被光纤光探针检测到
“检测原理很简单，但很强大，”博士说
名字
他解释说，这是基于电子在金纳米粒子表面的独特行为，当受到光的撞击时，它们会一起振荡
这些共振电子对周围环境的变化非常敏感，例如抗体的结合，这导致纳米粒子吸收的光波长发生偏移
“结合的抗体越多，吸收光的波长偏移就越大，”Dr
名字
“光纤探头连接到一个光探测器上，用来测量这种位移
利用这些信息，我们可以确定血浆样本中抗体的浓度
" 绿色箭头表示由于注射泵的作用，样品穿过芯片的方向
信用:OIST 光明的未来 定量测试的大规模推广可能会极大地影响新冠肺炎的待遇
例如，定量测试可以帮助医生追踪病人的免疫系统对抗病毒的效率
它还可以用来帮助确定一种有前途的实验疗法的合适供体，这种疗法被称为血浆输血疗法，即把康复病人的富含抗体的血液捐献给目前受感染的病人，以帮助他们对抗病毒
能够测量免疫反应的水平也有助于疫苗的开发，使研究人员能够确定试验疫苗触发免疫系统的有效性
然而，研究人员强调，该设备仍在积极开发中
该装置旨在减小芯片尺寸以降低制造成本，同时也致力于提高测试的可靠性
“我们已经证明，这种装置可以检测人造人血浆样本中不同浓度的尖峰蛋白抗体
我们现在想扩大测试范围，这样芯片就可以同时检测多种不同的抗体
名字
“一旦设备得到优化，我们计划与当地医院和医疗机构合作，对真实的患者样本进行测试
"
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