南洋理工大学开发首款能够捕获和移动单个病毒的“数字病毒芯片”
2021-10-31 15:38:43 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
新加坡南洋理工大学（NTU）研发出一种利用激光捕获和移动单个病毒的新型器件：“数字病毒芯片”，这在同类器件中尚属首例。这款“数字病毒芯片”能够捕获、传输不同大小和类型的病毒，并对它们进行分类。
南洋理工大学电气与电子工程学院研究员Li Zhenyu手持“数字病毒芯片”（图片来源：南洋理工大学）
据麦姆斯咨询报道，新加坡南洋理工大学（NTU）研发出一种利用激光捕获和移动单个病毒的新型器件：“数字病毒芯片”，这在同类器件中尚属首例。
该芯片能够捕获、传输不同大小和类型的病毒，并对它们进行分类。到目前为止，它已经被证明对腺病毒有效，腺病毒是一组直径为90到120纳米（nm）可引起类似感冒症状的常见病毒。
腺病毒的大小与引起新型冠状病毒肺炎（Covid-19）的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）相似。
这款芯片由新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院Liu Ai Qun教授和Lee Kong Chian医学院Eric Yap副教授领导的科学家团队共同研发，它由一个2cm x 2cm的含有25个微腔的芯片组成，每个微腔的大小与单个病毒相当——大约比一个高尔夫球小50万倍。
（图片来源：南洋理工大学）
这些微腔的大小可以改变以适应不同类型的病毒。
芯片上方是一束具有适当能量的激光束，可迫使病毒进入芯片的微腔。只有和这些微腔相匹配的病毒才能通过。整个过程只需要几秒钟。
首先将如血液等含有病毒的液体样本装入芯片。然后用激光束照射它形成光斑。由于光斑中心的光强度最高，因此会产生一股强大的力量，吸引并将病毒捕获在芯片的一个微腔中。
通过移动激光束，病毒就可以在芯片周围移动。这使得不同类型的病毒可以被分类并集中在芯片的不同位置。该芯片能够对直径从40nm到300nm的病毒进行分类。
医学遗传学家Yap教授于周三（10月27日）表示，单个病毒可以被放置在细胞旁边以研究该细胞将会发生什么，例如单个病毒是否足以感染该细胞，或者是否需要10或50个病毒才能感染该细胞。
他补充道：“这为那些以前无法进行的病毒研究开辟了新的途径，因为我们现在能够研究单个病毒。所有这些试验都可以在芯片上完成。如果存在一种以上的病毒，可以用不同的荧光染料标记它们。这一重大发现在Covid-19诊断方面也具有巨大的潜力。”
“数字病毒芯片”是由南洋理工大学Lee Kong Chian医学院Eric Yap副教授（正中间）等一组科学家共同研发的。（图片来源：南洋理工大学）
Yap教授指出，目前，聚合酶链反应检测虽然非常灵敏，但是仍然无法区分活动性感染和陈旧性感染，或不同的变异。
“然而，该芯片可以对单个病毒进行数字计数，并区分活动感染中存在的整个病毒和先前感染中残留的RNA。”
Liu教授说，该芯片花了五年时间进行研发，是光子学和医学院这两个截然不同的科学和文化领域之间20多年合作的一个重大突破。
展望未来，他们希望使用“数字病毒芯片”来培养多种病毒，包括目前需要大型实验室设施（生物安全等级为3级）的SARS-CoV-2病毒。
当被问及这是否能够及时应对当前的Covid-19疫情时，Yap教授指出，这将取决于合作伙伴和研究经费。
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