用于检测病毒病原体的传感器结构示意图。
2020年新冠肺炎大流行的爆发再次表明，可靠和快速的检测方法对于采取有效措施抗击大流行是多么重要。德累斯顿工业大学(TUD)材料科学与纳米技术系主任的科学家们在最近发表的两项研究中，在开发用于检测病毒病原体的高度创新解决方案方面取得了相当大的进展。
他们的工作成果现已发表在ACS应用材料与界面和先进材料界面杂志上。
定制化、功能强大和适应性强的纳米电子传感器是对抗当前和未来流行病的一种有希望的方法。这些传感器不仅可以对疑似疫情进行常规诊断，还可以对公共汽车、火车、学校或医疗机构的环境空气进行持续监测。这意味着一旦出现病毒，就可以立即采取适当的措施。
自2020年以来，德累斯顿的科学家们一直致力于开发小型化传感器，以准确有效地检测SARS-CoV-2抗原。除了TUD教授领导的团队。来自汉堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)、德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所(IPF)和韩国浦项科技大学(POSTECH)的科学家Gianaurelio Cuniberti和Bergoi Ibarlucea博士也参与了这两项研究。
符号:生物识别的革命
一项研究发表在《ACS应用材料与界面》杂志上，描述了一种突破性的创新方法，可显着提高SARS-CoV-2抗原检测的准确性和速度。它涉及到将合成的纳米体(即sybodies)作为受体插入生物传感器中。
Gianaurelio Cuniberti教授与Bergoi Ibarlucea博士协调了这两项研究，他说:“Sybodies代表了一种快速、可持续和合乎道德的替代方案，与传统抗体不同，它是使用非动物方法开发和制造的。”
他补充说:“使用sybodies的另一个关键优势是，与抗体相比，它们的尺寸更小，因此生物识别过程可以在更靠近传感器表面的地方进行，从而增加信号强度，使传感器更快、更敏感。”在硅纳米线的场效应晶体管上成功地进行了初步测试，证明了该方法的巨大应用潜力。
克服对生物液体的敏感性丧失
在发表在《先进材料界面》杂志上的第二篇论文中，研究小组研究了传感器在生物流体中工作时灵敏度的提高。这些样品具有复杂的分子组成，严重限制了传感器的检测范围。
为了解决这个问题，科学家们开发了一种基于介电聚合物聚乙二醇的水凝胶的特殊表面改性。这样就可以直接在患者的唾液和其他样品中进行测量，并且消除了耗时和昂贵的样品制备步骤的需要。