基于远程SERS生物传感器的SARS-CoV-2蛋白尖峰和核囊的同时和敏感检测

科学领域:

• 纳米技术纳米技术
• 生物医学工程 生物医学工程
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 早期诊断SARS-CoV-2 (COVID-19) 对于疫情控制至关重要.
• 传统的诊断方法在速度,样本准备和准确性方面存在局限性.
• 表面增强的拉曼散射 (SERS) 提供了优势,但传统的基板在检测胺蛋白结合时遇到了困难.

研究的目的:

• 开发一种新型的远程SERS基质,用于增强生物分子结合事件的检测.
• 为SARS-CoV-2尖峰 (S) 和核囊 (N) 蛋白质创建一个敏感且同时检测的平台.
• 克服现有诊断技术的局限性,以快速准确地检测COVID-19.

主要方法:

• 在对称折射率环境和Au镜面中使用bowtie纳米孔径阵列制造远程SERS活性基板.
• 通过将S和N蛋白质体与补充链混合而成的双π结构体传感器的设计.
• 在目标蛋白结合时利用双π结构的解离,生成可检测的SERS信号.

主要成果:

• 开发的SERS基质有效地监测由于扩展的电磁场而导致的aptamer-protein结合事件.
• 双π适应传感器证明了同时检测S和N蛋白.
• 实现了高灵敏度的多重检测,检测极限较低 (S蛋白为1.6 × 10−16 g/mL,N蛋白为1.0 × 10−16 g/mL).

结论:

• 这项工作介绍了第一个远程SERS吸食传感器平台,用于同时检测S和N蛋白质.
• 该方法具有高灵敏度,选择性,可重复性和稳定性.
• 在人类唾液和血清样本中表现出了显著的恢复率,突出了其在早期COVID-19诊断和未来冠状病毒检测方面的潜力.