賴斯大學的工程師借助編程的磁性納米珠和插入現成手機的診斷工具，可以在55分鐘或更短的時間內診斷出COVID-19。

賴斯大學機械工程師Peter Lillehoj實驗室開發了一種郵票大小的微流控芯片，該芯片可測量標準手指刺中血清中SARS-CoV-2核衣殼（N）蛋白的濃度。納米珠與芯片中的SAV-CoV-2 N蛋白（COVID-19的生物標記物）結合，然后將其轉運到檢測微量生物標記物的電化學傳感器中。

研究人員認為，與廣泛用于診斷COVID-19且需要在實驗室進行分析的基于拭子的PCR測試相比，他們的過程簡化了樣品處理。

Lillehoj說：“這種設備的優點是不需要實驗室。” “您可以執行整個測試，并在收集地點，診所或藥房生成結果。整個系統易于運輸和使用。”

該研究發表在美國化學學會雜志ACS Sensors上。

新工具依賴于稍微復雜一些的檢測方案，但可以在短時間內提供準確，定量的結果。為了測試該設備，實驗室依靠健康人和其他COVID-19陽性患者捐贈的血清樣本。

Lillehoj說，使用全血清時，孵育時間越長，結果越準確。實驗室發現，在整個血清中，微芯片檢測SARS-CoV-2 N蛋白的濃度低至每毫升50皮克（十億分之一克），是最理想的時間。通過將血清稀釋五倍，微芯片可以在25分鐘內檢測甚至更低濃度的N蛋白（每毫升10皮克）。

與Google Pixel 2手機和插入式恒電位儀配合使用，它能夠以低至230皮克的全血清濃度進行陽性診斷。

Lillehoj表示：“用針對特定生物標志物的抗體來修飾珠子是有標準程序的。當你將它們跟含有生物標志物的樣本結合在一起時，它們就會結合在一起。”

據了解，這套設備先是用一根毛細管將樣本送到芯片上，然后芯片被放置在磁鐵上，磁鐵將珠子拉向涂有捕獲抗體的電化學傳感器。此時，珠子跟捕獲的抗體結合并產生跟樣本中生物標志物濃度成比例的電流。

恒電勢儀負責讀取電流并向其手機應用發送信號。如果沒有COVID-19生物標記物，珠子不會跟傳感器綁定也不會在芯片內被沖走。

Lillehoj說，如果有必要，在工業上制造微流控芯片或使其適應新的COVID-19菌株并不困難。

來源：

https://news.rice.edu/2021/02/25/chip-simplifies-covid-19-testing-delivers-results-on-a-phone/

文獻地址：

https://doi.org/10.1021/acssensors.0c02561

Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, High Sensitivity Measurements of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein in Serum