卡内基梅隆大学机械工程系的丽莎·库利克 通过气溶胶喷射纳米粒子3D打印制作的COVID-19测试芯片的图像
学分:卡内基梅隆大学高级制造和材料实验室 卡内基梅隆大学的研究人员报告了一种基于先进纳米材料的生物传感平台的发现，该平台可以在几秒钟内检测出SARS-CoV-2(引起COVID-19大流行的病毒)的特异性抗体
除了测试，该平台将有助于精确量化患者对新疫苗的免疫反应
研究结果发表在本周的《高级材料》杂志上
卡耐基梅隆大学的合作者包括匹兹堡大学和UPMC大学
测试平台在非常小的一滴血(大约5微升)中识别出两种病毒抗体的存在，尖峰S1蛋白和受体结合域(RBD)
抗体浓度可能极低，但仍可检测到低于1微微摩尔(0
每毫升15纳克)
这种检测是通过手持微流体设备中的电化学反应进行的，该设备几乎可以立即将结果发送到智能手机的简单界面上
卡耐基梅隆大学机械工程副教授拉胡尔·帕纳特(Rahul Panat)说:“我们利用纳米粒子三维打印等材料和制造的最新进展，创造了一种能够快速检测新冠肺炎天体的设备。”他使用专门的添加剂制造技术进行从脑机接口到生物监测设备的研究
一种被称为气溶胶喷射三维打印的添加剂制造技术负责测试平台的效率和准确性
使用热烧结在一起的气溶胶液滴在纳米尺度上印刷微小、廉价的金微柱电极
这导致粗糙、不规则的表面，从而增加了微柱的表面积并增强了电化学反应，其中抗体可以吸附到涂覆在电极上的抗原上
特定的几何形状允许微柱装载更多的蛋白质用于检测，从而产生非常准确、快速的结果
该测试具有非常低的错误率，因为在该装置中使用的抗体和抗原之间的结合反应是高度选择性的
研究人员能够利用这种自然的设计对他们有利
这一结果是在COVID-19大流行期间的紧急时刻得出的
帕纳特说:“因为我们的技术可以量化对疫苗接种的免疫反应，所以它与当前的环境非常相关。”
帕纳特与UPMC希尔曼癌症中心的癌症病毒学项目负责人、皮特的微生物学和分子遗传学教授寿高江合作
帕纳特先进制造和材料实验室的研究员阿扎哈尔·阿里是这项研究的主要作者
传染病治疗和预防的快速诊断是一个公共卫生问题，它超越了目前的COVID-19大流行
由于提出的传感平台是通用的，它可以用于快速检测其他传染性病原体的生物标志物，如埃博拉病毒、艾滋病毒和寨卡病毒
这种快速有效的测试可能会改变控制疾病传播的游戏规则
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