加州理工学院 当连接到支持电子设备时,传感器可以通过蓝牙无线传输数据到用户的手机
信用:加州理工 新冠肺炎病毒的一个特征是它很难被控制,因为它很容易被一个没有任何感染迹象的人传染给他人
病毒携带者可能会感觉很好,继续他们的日常工作——带着病毒去工作、家人的家里或公共集会
因此,遏制这种流行病传播的全球努力的一个关键部分是开发能够快速识别尚未出现症状的人的感染的检测方法
现在,加州理工学院的研究人员开发了一种新型的多重测试(一种结合多种数据的测试),这种低成本的传感器可以在不到10分钟的时间内,在没有医疗专业人员参与的情况下,通过对少量唾液或血液的快速分析,实现COVID感染的家庭诊断。
这项研究是在安德鲁和佩吉·陈医学工程系助理教授魏高的实验室进行的
此前,高和他的团队开发了无线传感器,通过检测血液、唾液或汗液中极低水平的特定化合物,可以监测痛风等疾病以及压力水平
高的传感器由石墨烯制成,石墨烯是一种片状的碳
用激光蚀刻的塑料片会产生带有微小孔隙的三维石墨烯结构
这些小孔在传感器上形成了大量的表面区域,这使得它足够灵敏,可以高精度地检测仅少量存在的化合物
在这种传感器中,石墨烯结构与抗体偶联,抗体是免疫系统分子,对特定蛋白质敏感,例如COVID病毒表面的蛋白质
传感器元件由用激光蚀刻的薄塑料制成
信用:加州理工 这种传感器的早期版本中含有荷尔蒙皮质醇和尿酸的抗体,皮质醇和尿酸与压力有关,高浓度会导致痛风
高将这种新型传感器命名为SARS-CoV-2 RapidPlex,它含有抗体和蛋白质,可以检测病毒本身的存在;身体产生的对抗病毒的抗体;和炎症的化学标记物,它们指示新冠肺炎感染的严重程度
高说:“这是我见过的唯一一个远程医疗平台,可以用一个传感器提供三种类型数据的感染信息。”
“在短短几分钟内,我们可以同时检查这些水平,因此我们可以全面了解感染情况,包括早期感染、免疫力和严重程度
" 成熟的COVID测试技术通常需要几个小时甚至几天才能产生结果
这些技术也需要昂贵而复杂的设备,而高的系统简单而紧凑
到目前为止,该设备仅在实验室进行了测试,从新冠肺炎检测呈阳性或阴性的个人身上采集了少量用于医学研究的血液和唾液样本
高提醒说,尽管初步结果表明这种传感器具有很高的精确度,但必须用真实世界的患者而不是实验室样本进行更大规模的测试,才能最终确定其精确度
一位艺术家的作品展示了传感器包含的区域,每个区域都检测到新冠肺炎感染的不同指标
信用:加州理工 随着这项试点研究的完成,高接下来计划测试这种传感器正常使用的时间,并开始在住院的患者身上进行测试
在医院测试之后,他想研究这些测试是否适合在家中使用
在测试之后,这种设备需要得到监管部门的批准才能在家庭中广泛使用
“我们的最终目标真的是家用,”他说
“在接下来的一年里,我们计划将它们邮寄给高危人群进行家庭测试
在未来,这个平台可以被修改为其他类型的传染病在家检测
" 描述这项研究的论文名为“SARS-CoV-2 RapidPlex:一个基于石墨烯的多路复用远程医疗平台,用于快速和低成本的新冠肺炎诊断和监测”,已经在网上发表,并将发表在12月的《物质》杂志上
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