作者:南方卫理公会大学 信用:SMU 一个由两名SMU研究人员组成的团队正在开发一种新的抗体检测方法，这种方法有可能比目前的抗体检测方法更快、更准确地检测出新冠肺炎病患者体内产生的抗体
抗体测试是帮助确定有多少冠状病毒病例未被发现以及感染病毒的人现在是否可能免疫的关键——这些测量可以帮助医疗保健界管理新冠肺炎大流行并为未来做计划
但是传统的免疫传感器抗体测试往往显示结果很慢，而且经常不准确
研究人员估计，芯片实验室测试只需一滴血，就可以在两到三分钟内检测出对冠状病毒的免疫反应
用于创建测试的材料很便宜，这将导致低成本的大规模生产
阿里·贝斯克和J
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焦立中是芯片实验室测试的主要研究人员
贝克是布朗基金会
SMU莱尔工程学院工程学教授
焦立中是玛丽和理查德·邓普顿百年纪念讲座教授，也是莱尔电子和计算工程系的教授
他们在微流体技术和生物技术领域拥有超过50年的专业知识
伊娃·塞基，SMU亨特和斯蒂芬妮·亨特工程与人类研究所执行主任；德克萨斯州医院协会首席医疗官鲍勃·亨德勒；和全，基因芯片中心主任，也是这个项目的顾问
为了加速潜在临床应用的芯片实验室设备的开发，该团队目前正在寻求研究资助
它是如何工作的 芯片实验室测试将寻找一个人的免疫系统在某个时候对他们体内的冠状病毒有反应的迹象
具体来说，它将检测当某人感染或已经感染该病毒时产生的人类抗体
这项测试是通过将一滴血滴到用于分析微量液体的微流控芯片上来进行的
嵌入微芯片的过滤器从血样中提取血浆
然后将芯片放入电子仪器中，通过电子测量来检测血浆中是否存在特定的抗体
“我们的设备包含高灵敏度的电极，可以特异性地捕获这些目标抗体
焦立中解释说:“一旦被捕获，信号将被发送到连接的电子设备，并将信息发送到用户的智能手机。”
贝斯克指出，芯片直径为2厘米，设备非常简单，没有受过医学训练的人应该能够进行测试
这些电极——电流可以通过的导体——如何知道它们找到了目标抗体？ 抗体-抗原结合是关键 抗原是一种蛋白质，它激发人体免疫系统攻击病毒、细菌或其他对人体有害的入侵者
抗体是一种蛋白质，它通过附着在抗原上来消除入侵者
“我们将使用新冠肺炎抗原，如可以在病毒表面发现的尖峰蛋白(S1和S2)
这些从病毒膜上突出，抗体附着在上面，”贝斯克说
“这些抗原蛋白像粘性垫一样覆盖在电极表面，只有特定匹配的抗体才会附着在上面
" 贝斯克说，同样的技术有可能用于检测其他已知抗体-抗原结合的疾病
“潜力是无限的，”贝斯克说
SMU(南方卫理公会大学)已经申请了这项测试背后的技术的临时专利，这项技术被称为新冠肺炎免疫反应的多重检测
贝斯克和阿尼尔·科科卢，谁获得了博士学位
D
2018年，在SMU大学的机械工程系，他首先想到了使用“芯片实验室”设备来检测疟疾和肺结核
他们利用圣安东尼奥的德克萨斯大学制造的晶格状纳米柱结构电极，制造了这种装置的早期原型
《分析化学》杂志上概述的结果显示，早期的设备使用实验室购买的抗原和抗体的小样本(仅1纳克/毫升)在60秒内准确检测出抗体
一旦全球大流行开始，贝斯克和焦立中就将他们的重点转向了新冠肺炎抗体检测
他们和两个SMU博士
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此后，学生们对该设备进行了修改
例如，他们对用于读取芯片的电子设备进行了改造，这样测试就可以通过智能手机在任何地方进行
他们还增加了一种额外的检测方法，来测量样品中每种抗体——免疫球蛋白、免疫球蛋白或免疫球蛋白——的含量
焦立中说，这使得医生能够更好地追踪一个人在新冠肺炎的康复情况
由于额外的检测步骤，贝斯克估计，使用芯片实验室检测COVID的人需要两到三分钟才能在智能手机上获得结果。
这项研究的下一步将是使用实验室购买的人血浆样本测试该设备的灵敏度和特异性，这些人血浆样本中掺入了实验室购买的抗体和抗体
贝斯克和焦立中随后将在向公众开放之前，对来自实际COVID患者的血浆进行测试
抗体检测的金标准是酶联免疫吸附测定法
这些测试需要一个人去实验室抽血，通常需要两天才能得到结果
焦立中说:“还有一些其他技术可以在不使用昂贵实验室设备的情况下快速检测抗体，但它们存在灵敏度、准确性和一致性问题。”
芯片实验室的精确度和速度在一定程度上归功于几项创新
其中之一是使用交流电热(ACET)流将血浆中的抗体带到更靠近芯片传感器表面的地方，这样就可以检测到它们
“ACET的一个类比是这样的:考虑使用风扇迫使空气通过过滤器
这种过滤器可以通过这种方式捕捉空气中更多的灰尘和微粒
“同样，血管紧张素转换酶抑制剂可以让血浆中的抗体更有效地被我们的设备捕获和检测
" 贝斯克和焦立中估计，读取芯片的电子仪器的成本约为15至20美元
一次性药筒的成本，也就是一滴血的去向，可能不到1美元
“我们的最终目标是建立基于检测人类免疫球蛋白、免疫球蛋白和免疫球蛋白抗体的可量化、准确、快速和廉价的诊断方法
焦立中说:“目前还不存在这种情况，考虑到这种冠状病毒大流行造成的破坏性影响，它将对世界产生深远而重大的影响。”
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