呼吸道病毒容易傳播，可以迅速傳播，對公眾健康構成重大威脅。因此，需要改進病毒檢測方法，以防止未來的疾病爆發(fā)。圖片來源：來自Pixabay的Arek Socha

病毒性呼吸道疾病很容易傳播，可以在全球范圍內(nèi)迅速傳播，造成重大損害。持續(xù)的COVID-19大流行證明了這一點。過去，其他病毒也引起了大規(guī)模的呼吸道疾病爆發(fā)：例如，流感病毒的一個亞型，即甲型H1N1病毒，是西班牙流感和豬流感爆發(fā)的原因。因此，為了防止將來發(fā)生此類健康危機，及時準確地診斷這些病毒至關重要。這正是韓國研究人員在他們?nèi)�新的研究中試圖努力的方向。

幾十年來，基于聚合酶鏈反應（PCR）的檢測一直是檢測流感病毒的金標準。雖然這些檢測具有高度的靈敏度，但它們可能需要昂貴的試劑和復雜的方案。一個潛在的更好的替代方案是“表面增強拉曼散射”（SERS）�；�于SERS的測定通過將液體樣品沉積到具有納米結構貴金屬表面的基底材料上來工作。當樣品中的病毒顆粒與底物結合的“適配體”（可與特定靶分子結合的分子）雜交時，可以檢測到它們。這種結合被目視檢測為“信號強度”的變化，由于底物上的構象變化，隨著病毒載量的增加而降低。然而，這些測定的一個主要缺點是來自異質(zhì)熱結（有助于信號的電子密集區(qū)域）的信號的可重復性差。

為了克服這一挑戰(zhàn)，上述來自大學和韓國材料科學研究所的研究人員在Jaebum Choo教授的帶領下，設計了一種新型的3D“納米爆米花”等離子體基質(zhì)。談到發(fā)表在《生物傳感器與生物電子學》上的研究的重要性，周教授說：「由呼吸道流感、SARS、MERS和SARS-2病毒引起的傳染病可以周期性傳播，對全球健康構成威脅。我們基于SERS的適體傳感器方法為未來的呼吸道傳染病提供了新的診斷平臺。

在他們的設計中，科學家們依次使用熱蒸發(fā)在聚合物基板上涂覆兩層金顆粒。通過用稱為“全氟癸硫醇：（PFDT）”的化合物處理將兩種涂層分開。PFDT和金層之間的能量差異是導致金離子擴散到表面的原因，形成納米顆粒，看起來像均勻間隔的“爆米花”。這種布置通過在基板上產(chǎn)生多個“熱點”來共同加強產(chǎn)生的信號強度。

然后，科學家們使用不同濃度的H1N1病毒評估了該測定的性能。他們在短短 20 分鐘內(nèi)成功檢測到不同的病毒載量，并且從 3 μL （3 μL：1000千3毫升的一部分）。此外，該系統(tǒng)還可以準確地對不同的流感病毒株進行分類，并以比常規(guī)使用的ELISA測試高三倍的靈敏度檢測H1N1病毒。不僅如此，還發(fā)現(xiàn)該測定具有高度可重復性。Choo教授對結果感到滿意，他說：“我們的檢測系統(tǒng)能夠?qū)α鞲胁《具M行超靈敏和可靠的分析。這種方法將使早期診斷成為可能，促進抗病毒治療的啟動，并提供感染監(jiān)測，特別是對于那些病毒相關并發(fā)癥的高風險人群。

事實上，該團隊相信，他們的發(fā)現(xiàn)有朝一日可以用于對抗當前的大流行。Choo教授說：“我們目前正在開發(fā)一種基于SERS的適體傳感器，用于從人類呼吸道樣本中快速診斷冠狀病毒。我們還在開發(fā)一種新的診斷方法來區(qū)分甲型流感病毒和冠狀病毒。

希望新的“納米爆米花”測定可以幫助應對未來的許多重大健康危機。