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周威开发了一种超灵敏的生物传感方法

导读 Cheng和Zhou发现,在改善冠状病毒检测的速度上还有很大的空间。当前的COVID-19验证测试需要几个小时才能完成,因为验证病毒的存在需要提取...

Cheng和Zhou发现,在改善冠状病毒检测的速度上还有很大的空间。当前的COVID-19验证测试需要几个小时才能完成,因为验证病毒的存在需要提取和比较病毒遗传物质,这是一个耗时的过程,需要一系列步骤。采样中的病毒数量也会出错,并且在较短时间内感染病毒的患者可能会检测为阴性,因为存在的病毒不足以触发阳性结果。

在Cheng and Zhou的方法中,可以检测到采样液滴的所有内容,并且没有提取或其他繁琐的过程。微滴的内容物在数分钟内即可凝结并进行表征,从而大大降低了误差范围,并清晰地显示了所存在的材料。

该方法的关键在于创建一个表面,包含样本的水以不同的方式在其上传播。在水滴可能“粘”或“滑”的表面上,决定因素是摩擦。引入更大摩擦力的表面会导致水滴停止流动,而引起摩擦力较小的表面会导致水滴不受阻碍地在表面上滑动。

该方法开始于将收集的样品放入液体中。然后将液体引入具有高和低摩擦区域的工程衬底表面。由于纳米天线涂层会引入更多的摩擦力,因此包含样品的液滴将在某些区域更快地移动,但在其他位置会停滞。这些走走停停的水滑道使水滴能够以可编程和可重新配置的方式被引导和运输。由于在蚀刻的微柱上错综复杂地放置了碳纳米管涂层,因此“停止”位置非常小。

这些带有纳米天线的规定点被建立为有源传感器。Cheng和Zhou的小组加热了基材表面,使锚定的水滴开始蒸发。与自然蒸发相比,这种所谓的部分莱顿弗罗斯特辅助蒸发提供了一种悬浮力,该悬浮力会导致液滴的内容物在液体蒸发时朝纳米天线漂浮。样品颗粒束朝着液滴基的约束中心收缩,从而导致快速生成分析物分子的包装。

为了快速感测和分析这些分子,将激光束与填充的分子对准点以生成其振动指纹光信号,该信号以波形表示。这种启用激光的反馈方法称为表面增强拉曼光谱。

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