▲針對新冠病毒研發中的生物傳感器系統。(示意圖/取自freepik網站)
 

新冠病毒(COVID-19)疫情全球蔓延,各國研發團隊除了不遺餘力地研發能快速檢測出病毒的方法外,也嘗試將其他領域上已發展成熟的檢測技術,改良並應用於新冠病毒偵測。為此,瑞士聯邦材料技術研究所(Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Empa)和蘇黎世聯邦理工學院(Swiss Federal Institute of Technology in Zürich, ETH Zurich)團隊共同研發出能夠偵測環境中新冠病毒的生物感測監測系統。

來自瑞士的研究團隊原本共同研發偵測空氣中汙染物質的監測系統,該系統能夠測量、分析並減少空氣中的汙染物質,例如:氣熔膠與人工合成奈米物質等。自新冠疫情爆發後,此團隊便開始著手研究如何將此生物感測系統用於偵測環境中新冠病毒。

這個監測系統是一種光纖生物感應器,透過學者研發出可對應新冠病毒RNA片段之DNA序列的「黃金奈米島」(gold nanoislands),透過RNA與DNA片段的序列互補,此人工奈米粒子可以精準地與環境中存在的新冠病毒結合,最後利用「局部表面電漿共振」(localized surface plasmon resonance, LSPR)偵測生物傳感器表面的DNA是否有與病毒RNA結合。

為避免感測器在判讀上有遺漏,研究團隊結合「電漿光熱」(plasmonic photothermal, PPT),對「黃金奈米島」做第二次判讀,利用加熱奈米粒子後產生的不同波長訊號,偵測是否有病毒RNA的存在。然而,學者發現,此偵測方法的加熱溫度若過度低於溶點,會造成偽陽性的現象。

這套生物傳感器系統仍在研發初期階段,研究團隊表示,在廣泛應用在防疫上之前,仍需要進一步的研究與改良,待改良後未來將可應用於其他傳染病的防治。

參考資料:
Balfour, H. (2020) Developing a COVID-19 biosensor for faster diagnostics and environmental monitoring. European Pharmaceutical Review. 23 April. Available from: https://www.europeanpharmaceuticalreview.com/news/117659/developing-a-covid-19-biosensor-for-faster-diagnostics-and-environmental-monitoring/