前言

正在进行的新冠肺炎大流行是由人与人之间的SARS-CoV2呼吸道感染引起的。显然，通过快速和大规模的早期诊断检测，可以有效地减少并最终控制感染。目前的检测方法包括热循环或等温扩增的聚合酶链反应核酸检测、血清学IgM/IgG抗体检测以及鼻咽部交换的病毒蛋白检测。基于聚合酶链反应的核酸检测在早期感染诊断中非常敏感和准确，但它通常需要多个漫长的过程，包括病毒裂解、RNA提取、逆转录和扩增，并且易于样品污染。血清学IgM/IgG抗体检测是一种非常快速和潜在的护理点检测方法，用于过去病毒感染的流行病学研究，尽管不适于早期诊断，因为血清学抗体的存在要到最初病毒感染后几周才会出现。有一些报告和商业可用的病毒抗原峰值或核衣壳蛋白检测分析，但它们都具有非常差的准确性、可靠性和敏感性。因此，全球一致认为，迫切需要低成本、快速、可靠的SARS-CoV-2抗原和病毒检测，这有助于为大量人群提供及时、经济的新冠肺炎现场诊断。

研究内容

华中科技大学的研究人员报道了一种低成本的纳米等离子体传感器，可以一步快速检测和定量SARS-CoV-2伪病毒。低成本的等离子体纳米团簇阵列传感器芯片由先前报道的方法制成，并且该方法允许大规模制造，具有高均匀性和可重复性。由于特殊设计的周期性纳米结构，在没有任何外部耦合光学器件的情况下，病毒捕获传感器表面上的等离子体共振波长和强度变化可以简单地通过透射光谱或成像来观察。因此，纳米等离子体传感器芯片可以与微孔板或微流控试管集成，并且测量可以在无处不在的通用微孔板读取器和低成本手持即时检测设备中进行。通过在其表面进行适当的抗体功能化，纳米等离子体传感器能够检测低至370 vp/mL的SARS-CoV-2伪病毒，同时对SARS、MERS和VSV伪病毒表现出可忽略不计的反应。SARS-CoV-2病毒浓度在10±2 VP/Ml至10±7 VP/Ml范围内，也可以通过在同一酶标仪中同时测量稀释的标准样品进行定量。超灵敏的SARS-CoV-2病毒检测和潜在的新冠肺炎病早期诊断可用于诊所、路边分诊点甚至家庭环境中的护理点应用。

实验方法

纳米等离子体传感器是通过复制成型工艺制造的。最初的模具是通过光刻和等离子蚀刻在硅晶片上制成的锥形纳米柱阵列。将光学粘合剂液体均匀地涂布在模具上，并放置在聚对苯二甲酸乙二醇酯片上。在紫外光(105毫瓦/平方厘米)照射3分钟后，从模具上剥离具有紫外聚合物层的聚酯片材。然后，在电子束蒸发器中将10纳米的钛和70纳米的金沉积到纳米锥阵列上。随后，将纸张切成6个1 cm×1 cm的小块，并粘合到由3D打印机制成的底部敞开的96孔板或芯片盒上。

用纳米等离子体传感器无标记检测SARS-CoV-2伪病毒。

检测SARS-CoV-2病毒的微孔板中纳米等离子体传感器芯片的表面功能化。

用普通酶标仪用纳米等离子体传感器芯片检测SARS-CoV-2伪病毒。

用纳米等离子体传感器芯片通过定点医疗设备检测SARS-CoV-2伪病毒。

结论

目前，新冠肺炎大流行仍在影响着整个世界。然而，对新感染患者或无症状携带者有效的快速诊断方法或检测设备有限。在这项工作中，研究人员开发了一种简单、低成本的设备，使用与标准96孔板或芯片盒集成的纳米等离子体生物传感器，一步快速、灵敏地检测SARS-CoV-2病毒。研究证实，纳米等离子体传感器芯片能够以非凡的时间效率(< 15分钟)和灵敏度(LOD = 370 vp/mL)直接检测整个SARS-CoV-2病毒。此外，通过使用由智能手机应用程序控制的低成本手持光学设备，展示了类似的快速和敏感检测能力。因此，得出结论，低成本的POCT设备有望用于快速诊断SARS-CoV-2病毒感染。

https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112685。