基于纳米技术的现场快速检测病原体设备

一种新颖的基于纳米技术的原型器件能在现场快速检测病原体，如埃博拉病毒和其它出血热病毒。

单粒子干涉反射成像传感器(SP-IRIS)的原型检测病毒的方法是把多色LED光源的光照在病毒纳米粒子上，传感器表面涂覆病毒特异的抗体，因而可把病毒纳米粒子捕获到传感器表面

美国马萨诸塞州波士顿大学生物医学工程教授Selim Ünlü和医学微生物学教授John Connor率领的科研小组正在研制这种新型器件。传统的基于荧光标记的病毒检测方法需要昂贵的实验设备、认真的样品制备、耗时的运送和处理以及充分的用户培训。这款器件是快速、无标记的芯片级光子系统，能实现便宜、简便、准确的现场检测，资源贫乏国家也能享有这一优势，从而可能催生病原体诊断、治疗和控制方面的解决方案。这款器件的技术有望改变行业现状，它根据因基因组长度和其它因素不同而导致的病毒尺寸差异来识别各种病毒。

Ünlü教授率领的科研小组与波士顿大学物理教授Bennett Goldberg合作提出的这一概念于2010年见诸报道，首次实验的结果表明它能够精准确定单个H1N1病毒颗粒的位置和尺寸。科研小组与Connor教授的团队以及德克萨斯大学医学中心的科研人员合作4年改进该仪器后证明，该仪器能同时检测血清样本里的多种病毒，包括基因被改变成模仿埃博拉病毒和马尔堡病毒行为的病毒。

Ünlü教授谈到可能混有病毒、细菌和蛋白质的典型样本（如未经处理的血液）时说：“其他人已研制出不同的无标记系统，但没有一台系统检测复杂培养基中纳米尺度病毒颗粒像我们的系统一样成功。我们的合作研究利用光学生物传感器和出血热方面的专业知识，造就了一台高度灵敏的设备。”此外，该系统只需稍做样品制备或无需样品制备，约1小时产生结果。Connor教授说：“我们的系统通过最大程度减少样品制备和处理减少了医疗工作者接触病毒的机会。因为能同时寻找多种病毒，所以能更有效地诊断病人。”

这款原型设备名为单粒子干涉反射成像传感器(SP-IRIS)，它像鞋盒一样大，由电池供电，检测病毒的方法是把多色LED光源的光照在病毒纳米粒子上，传感器表面涂覆病毒特异的抗体，因而可把病毒纳米粒子捕捉到传感器表面。如果存在粒子，从表面反射的光的干涉模式就会改变，产生清楚的信号，反映每颗粒子的大小和形状。该系统具有高通量，因为传感器表面非常大，能捕获多达一百万颗纳米粒子的响应。

科研小组与美国北卡罗来纳州科研三角园区的碧迪科技公司)以及马萨诸塞州波士顿的创业公司NexGen Arrays公司正合作开展进一步的技术开发和临床前实验，以使SP-IRIS更可靠、更适合现场应用、更快，最好能在30分钟内给出结果。几所实验室现在正在测试SP-IRIS设备，包括德克萨斯大学医学中心的一座4级生物安全(BSL-4)实验室，这所实验室的装备可研究出血热病毒。一旦波士顿大学新兴传染病国家实验室(NEIDL)通过BSL-4认证，也将在那里进行其它测试。按照目前的进展速度，该仪器将在5年后投入现场使用。

Daaboul GG等人的研究论文发表于2014年5月的《ACS Nano》杂志上。