4月17日消息，国外研究人员结合等离子体光热效应（PPT）和局部表面等离子体共振（LSPR）传感转导的双功能等离子体生物传感器，为等离激元光热传感的COVID-19诊断提供了另一种有希望的解决方案。
新型冠状病毒（COVID-19）的持续爆发已在全球蔓延，对200多个国家的公共卫生构成了威胁，对疾病进行可靠的实验室诊断一直是促进公共卫生干预措施的首要任务之一。
在急性呼吸道感染中，通常使用分子方法逆转录聚合酶链反应（RT-PCR），使用呼吸道分泌物的样品来检测致病病毒。根据最新版本的“ WHO人体COVID-19实验室测试暂行指南”，已开发出几种检测COVID-19的分子检测方法。不同国家/地区选择的RT-PCR分子测定的基因靶标在基因上相似，包括RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）序列和开放阅读框1ab（ORF1ab）序列。通常，RT-PCR是目前快速检测特定序列的许多拷贝的最敏感的病毒RNA检测方法。然而，RT-PCR也可能由于各种原因而失败，例如其扩增的伪核酸污染，因此它也报告了许多假阳性或阴性病例，尤其是在新型病毒爆发的早期。
在此情况下，MIT的研究人员希望开发一种更快、更准确的COVID-19测试，该测试可以替代RT-PCR检测病毒。在这项工作中，结合等离子体光热效应（PPT）和局部表面等离子体共振（LSPR）传感转导的双功能等离子体生物传感器为临床COVID-19诊断提供了另一种有希望的解决方案。
生物传感器是为临床诊断、实时检测和连续监测提供替代和可靠解决方案的理想选择，在不同的生物传感技术中，局部表面等离振子共振（LSPR）生物传感系统适用于具有临床意义的不同类别的分析物。
LSPR是表面传导电子的强光子驱动相干振荡，当在等离激元材料的表面发生耦合时，可以对其进行调制。由于纳米结构附近的等离子场增强，LSPR传感系统对局部变化（包括折射率变化和分子结合）表现出很高的敏感性。因此，LSPR是实时、无标记检测微米级和纳米级分析物的理想选择。在临床实践中用于基因测试和核酸检测的LSPR技术可能是SARS-CoV-2检测和COVID-19诊断的有趣替代方法。
值得注意的是，等离激元纳米粒子通常显示出较大的光学横截面，并且吸收的光可以无辐射地松弛，从而产生大量的热能。转换后的等离子光热（PPT）热能（也称为热等离子效应）高度局限在纳米颗粒附近，可以用作稳定的原位热源，以进行可控且均匀的热处理。
双功能PPT增强LSPR生物传感系统的示意图和实验装置。
在这项工作中，研究人员通过结合光热效应和等离激元传感转导来开发SARS-CoV-2病毒核酸检测的双功能LSPR生物传感器，具有纳米吸收剂（AuNIs）二维分布的等离子芯片能够产生局部PPT热并转导原位杂交，以进行高灵敏度和准确的SARS-CoV-2检测。
研究人员介绍到，我们开发的双功能等离子体系统已成功展示出用于SARS-CoV-2病毒检测的高度灵敏、快速且可靠的诊断能力。这种双重功能的等离子体生物传感概念将PPT效应和LSPR传感转导整合到了一个经济高效的AuNI芯片上。通过使用两个不同的入射角，可以在两个不同的波长激发PPT和LSPR的等离子体共振，从而显着增强了感测稳定性，灵敏度和可靠性。通过这种配置，LSPR感应单元可以实时、无标记地检测包括SARS-Cov-2的RdRp-COVID，ORF1ab-COVID和E基因的病毒序列。
更重要的是，原位AuNI芯片上的PPT增强极大地改善了杂交动力学和核酸检测的特异性。可以通过原位 PPT增强准确区分类似序列，例如SARS-CoV和SARS-CoV-2的RdRp基因。在COVID-19爆发的背景下，这种提出的双功能LSPR生物传感器可以提供可靠且易于实现的诊断平台，以提高临床测试的诊断准确性并减轻基于RT-PCR的测试的压力。
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