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纳米线可以用来检测数千种不同的病毒

Published on September 22, 2004 at 10:20 AM · No Comments

哈佛大学的科学家们发现,电气检测单个病毒的存在,实时近乎完美的选择性,可用于超薄硅线。

这些纳米线探测器也可以区分,以极高的精度病毒,这表明,该技术可以扩大到创建容易检测数千种不同的病毒的微型阵列。

纳米线的一维结构,具有独特的电学和光学性质,是用来为在纳米器件添砖加瓦。他们的低维表示,他们表现出量子限制效应。例如,缩小导线的直径增加其带隙相比,散装物料。

“病毒属于人类疾病的最重要的原因,并作为生物武器和生物恐怖袭击的可能代理人的日益关注,说:”作者查尔斯M.利伯,小马克海曼在哈佛大学艺术与科学学院的化学教授。 “我们的工作表明,纳米硅线,可配置为超灵敏探测器,开启或关闭在一个单一的病毒的存在。纳米线探测器,可以塑造成阵列能够检测从字面上数千种不同的病毒的能力,在诊断,生物安全,应对病毒爆发的新时代。“

利伯和他的同事合并,如在A型流感病毒抗体受体与病毒的某些关键领域进行小电流的纳米线 - 凝集素。当一个人的病毒与受体接触后,引发了一时,在电导告密者改变了清楚地表明了该病毒的存在。同时电器和光学测量,使用荧光标记的A型流感证实,这些电导变化对应绑定和解除绑定的纳米线设备的单一病毒。

除了A型流感,利伯组测试与副粘病毒和腺病毒受体的特定装备的纳米线阵列。研究人员发现探测器可以因为用于嵌入他们的特定受体和3种病毒之间的区分,因为每个病毒与其受体结合的时间之前,撞出的特征长度 - 只留下一个极小的风险假阳性读数。

“事实上,纳米线阵列可以检测出单个病毒的手段,这项技术是最终的敏感性,”利伯说。 “我们的研究结果还表明,这些设备能够分辨病毒之间近乎完美的选择性。”

虽然有许多研究人员检测病毒的方法,最费力,只在实验室设置适当的。纳米线的使用,提供一个给定的病毒的存在,立即核查,没有任何专门的生化操纵。

利伯说,纳米线阵列的可缩放,不仅能检测出许多不同的病毒,而且还检测常见的菌株,以及基因工程是生物恐怖分子的变种。数组众多领域的一个给定的病毒敏感,即使是修改后的病毒逃避检测的机会会非常低。

在临床上,纳米线阵列的极端敏感性,意味着他们可以在非常早期的阶段检测的病毒感染时,免疫系统仍然能够抑制病毒的人群。这是在这个阶段,症状常开始出现的病毒活性,但病毒仍然在目前数量有限,他们可能很难发现和治疗。

纳米线阵列探测悬浮在流体中的病毒,无论是身体或以其他方式。利伯说,任何反生物恐怖的设备围绕纳米线的建成病毒检测能力,将最有可能结婚的技术与微流体装置,吸取空气中的,空气中的颗粒在液体中的任何暂停,然后跑过去的纳米线阵列解决方案。

利伯的共同作者是费尔南多Patolsky,Gengfeng郑,奥利弗海登,Melike Lakadamyali,小伟庄,美国哈佛大学化学与化学生物学,物理学,工程与应用科学部的部门。这项工作是由美国国防高级研究计划局,国家癌症研究所,埃利森医学基金会,海军研究办公室,和塞尔学者计划的支持。

http://www.harvard.edu/