为了应对Covid-19,日本科学家开发了一种快速,可靠且低成本的抗体监测芯片,实验中该便携式芯片,通过实验室技术准确测量稀释血浆中存在的抗体浓度。
先前的研究发现,Covid-19抗体或免疫系统产生的中和病毒的蛋白质存在于感染的后期阶段,并且在感染清除后仍会在血液中停留,从而可以鉴定出先前感染的个体,该研究发表在《Biosensors and Bioelectronics》学术期刊上。抗体测试是确定冠状病毒充分扩散的重要手段,这是对公共卫生政策至关重要的信息。
“许多现有的抗体测试平台都是准确和可靠的,但是它们价格昂贵,需要由训练有素的操作员在实验室中进行。这意味着可能需要数小时甚至数天才能获得结果。”冲绳科技大学研究生院(OIST)的研究作者Riccardo Funari说。
研究人员通过研究将强大的光敏技术与微流控芯片相结合的替代抗体测试平台,避免了在准确性和可行性之间的权衡取舍。
该芯片可在30分钟内提供结果,并且具有很高的灵敏度,甚至可以检测出最低的临床相关抗体浓度。
每种芯片的制造成本都很便宜,并且不需要实验室环境或训练有素的操作员,从而提高了在全国范围内进行测试的可行性。
这个新开发的平台还有另一个独特的优势。
“该测试不仅可以检测是否存在抗体,还可以提供有关免疫系统产生的抗体数量的信息。换句话说,它是定量的。”研究作者艾米·沉(Amy Shen)说。
抗体测试平台由微流控芯片组成,该微流控芯片与光纤探针相连。芯片本身是由带有嵌入式微流体通道的镀金载玻片制成的。利用电压,该团队在载玻片上制造了成千上万个微小的刺金结构,每个结构都比光的波长小。然后,研究人员通过附着SARS-COV-2刺突蛋白的片段来修饰这些金纳米刺突,利用抗原抗体结合过程产生的反应,当传感器检测到这些微小的反应变化就可以监测出病毒。该蛋白对于检测冠状病毒感染细胞至关重要,并会引起感染者免疫系统的强烈反应。
在这项概念验证研究中,科学家通过使用掺有对刺突蛋白特异的Covid-19抗体的人工人体血浆样品,证明了实验检测抗体背后的原理。使用注射泵,将样品从芯片中抽出。当血浆流过蛋白涂层的金纳米峰时,抗体会与峰蛋白片段特异性结合。这一结合过程能够通过光纤探针检测。