據麥姆斯咨詢報道，近日，來自挪威科技大學（NTNU）、奧斯陸城市大學（Oslomet）、大不里士大學（University of Tabriz）的研究人員展示了一種使用納米傳感器檢測血液樣本中冠狀病毒的新方法。

Amir Maghoul說道：“很多研究都集中在尋找快速隔離冠狀病毒感染者的方法，因為這可以打破感染鏈。我們研發的納米傳感器因其超快檢測冠狀病毒的獨特特性而受到廣泛關注。” Amir Maghoul是上述納米傳感器的研究人員，也是“An Optical Modeling Framework for Coronavirus Detection Using Graphene-Based Nanosensor”論文的第一作者，該論文近期發表于《納米材料（Nanomaterials）》期刊。

Amir Maghoul開始工作時是挪威科技大學的博士后，主要為檢測冠狀病毒而研發納米傳感器，其中第一步是確定區分冠狀病毒與人類血液中的其它成分的光學特性。

挪威科技大學物理學教授Ingve Simonsen解釋說：“大多數人都看到冠狀病毒被描繪成一個帶有表面刺突的球體，具有包膜蛋白（E）、刺突蛋白（S）、膜蛋白（M）與核殼蛋白（N）等四種結構蛋白，外圍有脂雙層構成的包膜，在電子顯微鏡下為一電子密度高的殼狀結構。我們想看看這些刺突的長度和大小的光學特性，以及病毒核心大小是否重要。”

為了找到問題的答案，研究人員使用了一種基于光譜分析的數學模型。病毒的光學行為——即病毒如何以共振的形式反射光——在整個光譜范圍內進行了模擬和分析。“我們觀察到反射率隨刺突的長度而變化。隨著刺突變長，反射率降低，同時共振向更長的波長轉移。”Ingve Simonsen說，“當研究人員改變模型中病毒核心大小時，他們觀察到了類似的反應。通過這種方式，研究人員可以找出冠狀病毒在波長光譜的哪一部分與血液中的其它成分不同。”

“在某些波長下，我們會根據是否存在冠狀病毒而得到不同的光學響應。我們稱之為冠狀病毒的光學特征。”Ingve Simonsen繼續說，“我們知道顆粒的光學特性會隨著環境的變化而變化。如果它們在水中或真空中，如果幾個顆粒彼此相鄰，或者如果表面覆蓋著一層薄薄的另一種物質，它們的行為就會不同。”

多功能石墨烯

“我們所做的是在非常薄的石墨烯層上集成一個由薄圓柱形金顆粒組成的陣列。石墨烯是一種納米材料，具有許多令人著迷的特性，包括導電性好、損耗小。”

當含有冠狀病毒的血液經過金顆粒時，金顆粒的共振頻率發生變化，進而產生電磁場。該電磁場在納米傳感器中產生易于測量的電流。Ingve Simonsen說道：“通過研究入射光的特定頻率范圍的電流曲線，我們可以確定血液中是否含有冠狀病毒。”

該納米傳感器具有非常靈敏的性能潛力。Amir Maghoul表示，納米陣列下的智能石墨烯材料起到了放大器的作用。

Amir Maghoul繼續說：“納米技術以前還沒有用于這種新冠病毒檢測傳感器，所以這項研究成果是一項新的技術。我們在這里所做的是創建一種光學方法來檢測冠狀病毒，并顯示病毒在光譜中的行為。下一步是建立一家能夠開發和生產該納米傳感器原型的公司。”

Amir Maghoul最后表示：“我們需要籌集資金，以便能夠繼續開發一種適合商用的納米傳感器。挪威科技大學與奧斯陸城市大學之間的合作表明，如果這項工作得到足夠的資金支持，我們有能力量產這種用于生物醫學領域的光學式納米傳感器。”

審核編輯：劉清