超快速的新型電子設(shè)備可以捕獲并識(shí)別病毒

（文章來(lái)源：攜手健康網(wǎng)）

2019年12月23日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)新研究描述了由賓夕法尼亞州立大學(xué)和紐約大學(xué)的一組研究人員開(kāi)發(fā)的新型設(shè)備。該儀器不僅可以捕獲不同類(lèi)型的病毒，還可以分辨出它們是什么類(lèi)型。

今天，科學(xué)家仍然不知道約有170萬(wàn)種病毒，但它們?nèi)陨钤趧?dòng)物體內(nèi)。在某些情況下，這些人畜共患病毒可以傳播給人類(lèi)。其中包括Zika，H5N1和Ebola病毒等熟悉的病毒，除非能夠迅速有效地遏制，否則它們會(huì)在整個(gè)國(guó)家造成死亡和嚴(yán)重疾病。世界衛(wèi)生組織還支持早期發(fā)現(xiàn)，以限制這種病毒從感染患者中傳播，因?yàn)橐坏┌l(fā)現(xiàn)這些患者，就可以立即對(duì)其進(jìn)行感染遏制措施。

相同研究人員的較早工作導(dǎo)致了CNT-STEM的使用，CNT-STEM是一種基于精心摻雜的多壁碳納米管的垂直陣列的微型設(shè)備，其大小可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以根據(jù)其大小捕獲多種病毒，從17到325 nm。它旨在從現(xiàn)場(chǎng)樣品中富集用于病毒檢測(cè)的任何樣品。發(fā)現(xiàn)此設(shè)備可將檢測(cè)率和病毒分離率提高100倍。除了去除污染物顆粒和濃縮樣品外，還可以直接識(shí)別出任何病毒。

實(shí)際上，這種早期的設(shè)備可以幫助研究人員拾取新興的禽流感病毒以及新的病毒株。

這款名為VIRRION的新設(shè)備既小巧又便宜，旨在握在手中，同時(shí)還能按大小查找病毒。研究員Mauricio Terrones說(shuō)：“我們的設(shè)備使用經(jīng)過(guò)改造的納米管陣列，其大小可與多種病毒媲美。然后，我們使用拉曼光譜法根據(jù)病毒的個(gè)體振動(dòng)來(lái)識(shí)別病毒?！?/p>

他們使用了碳納米管，碳納米管以垂直排列的森林陣列的形式按大小梯度排列。根據(jù)它們的大小，它可以作為過(guò)濾器來(lái)捕獲不同的病毒。然后對(duì)這些病毒進(jìn)行原位拉曼光譜分析。該概念被捕獲在手持設(shè)備中。VIRRION可以快速富集任何包含病毒的樣品(無(wú)論是來(lái)自患者還是來(lái)自環(huán)境)，以增加病毒顆粒的數(shù)量。它僅需幾分鐘即可增加臨床樣品的少量樣本中病毒顆粒的濃度。結(jié)果，表征病毒的過(guò)程變得更快。

除了快速的處理速度之外，設(shè)備的緊湊外形和低成本與當(dāng)前可用設(shè)備的大體積和高成本形成了鮮明的對(duì)比。設(shè)計(jì)師解釋了其優(yōu)越的構(gòu)建功能：“ VIRRION的寬度為幾厘米。我們添加了金納米顆粒以增強(qiáng)拉曼信號(hào)，因此我們能夠以非常低的濃度檢測(cè)病毒分子。然后，我們使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)創(chuàng)建病毒類(lèi)型庫(kù)?！?/p>

VIRRION的應(yīng)用范圍很廣，從在農(nóng)作物領(lǐng)域中早期檢測(cè)植物病毒到在幾分鐘之內(nèi)(而不是幾天)檢測(cè)人類(lèi)病毒。在第一種情況下，這種可能性可以使整個(gè)農(nóng)作物免受病毒感染的破壞。在牲畜群中，如果可以在感染的早期將病毒傳播到整個(gè)牛群之前，也可以避免淘汰和大規(guī)模屠宰。在人類(lèi)中，發(fā)現(xiàn)病毒的存在可以通過(guò)采取快速遏制措施來(lái)幫助避免流行病甚至是地方性感染。

這種具有成本效益的便攜式設(shè)備還可以方便個(gè)人就診以及來(lái)自病毒爆發(fā)地點(diǎn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)療咨詢(xún)。而且，從學(xué)術(shù)和醫(yī)學(xué)的角度來(lái)看，富集和病毒檢測(cè)的速度可以幫助捕獲新病毒的出現(xiàn)時(shí)間，并有助于發(fā)現(xiàn)新病毒和診斷病毒感染。病毒學(xué)家Elodie Ghedin說(shuō)：“最終，我們希望將這種設(shè)備用于單個(gè)病毒體的捕獲和測(cè)序，從而使我們能夠更好地實(shí)時(shí)處理病毒?！?br /> ? ? ? ?（責(zé)任編輯：fqj）