冠状病毒还能这样快速检测？你学到了吗？

一、背景

冠状病毒 (CoV) 属于可以感染脊椎动物 (包括蝙蝠，猫，骆驼，猪等) 以及人类的致病病毒的大家族。它们感染多种生物系统，包括呼吸、肠道和中枢神经系统。众所周知，冠状病毒是一种单链RNA病毒，负责持续的重症肺炎和呼吸系统疾病，如人类感染。新型冠状病毒肺炎在2019年早期发病以来，全世界的病例数量大幅增加。国家病毒分类委员会 (ICTV) 将该病毒命名为新型冠状病毒病毒2 (SARS-CoV-2)。在过去的二十年里，冠状病毒引发了三种流行病，即严重急性呼吸系统综合症 (传染性非典型肺炎) 、中东呼吸综合征和新型冠状病毒肺炎 (传染性非典型肺炎-CoV-2)，并有可能将感染从人与人之间传播，以及动物-人。4个冠状病毒属 (α，β，γ，δ) 较早被识别，传染性非典型肺炎-CoV-2是一个 β 冠状病毒簇，与传染性非典型肺炎和MERS相同。根据世界卫生组织的说法，大多数人的感染会导致轻度疾病，但对于某些患有慢性呼吸系统疾病，心血管疾病等合并症的人问题，或糖尿病处于高风险已经见证了对病毒的特异性检测的众多技术的发展，这些都是基于在急性感染期间检测病毒核酸。报告的监测和识别新型冠状病毒的不同技术包括基于人工智能的方法，嗅觉功能障碍，血清学分析和传感器/生物传感器。

本文整理了使用不同传感器在病毒检测中的最新进展，以供读者快速了解相关内容。

二、文献分析

1、用于检测 SARS-CoV-2 病毒的电化学传感器

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132966

作者的这篇综述涵盖了最近开发的专注于检测病毒核酸、免疫球蛋白、抗原和整个病毒颗粒的，。此外，作者团队还比较和评估了它们在识别和监测 COVID-19 方面的检测限、敏感性和特异性。此外，作者的这篇综述将讨论开发电化学传感器的最佳实践，例如电极结垢、检测限/定量限确定和验证。

2、使用基于SERS的微滴传感器对SARS-CoV-2进行灵敏且可重现的检测

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137085

作者团队开发了一种微滴传感器，用于快速、可靠和可重复地检测 SARS-CoV-2。该传感器使用嵌入通道中的磁棒分离磁性免疫复合物和上清液液滴。随后，作者团队测量了包含140个液滴的SERS纳米标签通过固定激光光斑15秒的系综平均信号。当使用微滴传感器进行SARS-CoV-2检测时，与在微管中进行的检测相比，LOD和CV分别从36 PFU/mL提高到0.22PFU/mL和从21.2%提高到1.79%。此外，检测时间显著缩短至10分钟以下。因此，在低SARS-CoV-2浓度的早期感染或无症状患者中，假阴性诊断的数量显著减少。此外，制造一个微滴芯片（包括PDMS、薄膜掩模、SYL GARD、基底和固化剂以及载玻片）所需的成本估计为每片1.50美元。所提出的基于SERS的微滴传感器可以作为一种有效的POC诊断平台，用于在现场安全快速地检测SARS-CoV-2，因为作者所提出的设备可以很容易地与便携式拉曼分光光度计集成。

3、RT-LAMP偶联固态纳米孔快速检测新型冠状病毒SARS-CoV-2

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113759

作者团队通过将RT-LAMP与玻璃纳米孔传感器耦合，展示了一个高灵敏度、高特异性和快速的SARS-CoV-2检测平台。靶向核衣壳基因的优化的RT-LAMP分析在95%置信水平下显示65个拷贝的LoD。它还对其他人类冠状病毒RNA靶标具有极好的特异性。由于其固有的单分子水平的灵敏度，纳米孔数字计数方法能够比体光学方法更快地拾取放大过程。使用127份临床鼻咽拭子样本对纳米孔平台进行验证，结果表明，以RT-PCR为金标准，该平台具有良好的诊断性能。随着电子设备的进一步集成和设备的小型化，RT-LAMP耦合纳米孔数字计数方法在开发针对 COVID-19 等疾病的下一代即时分子诊断方法方面具有巨大潜力。

4、使用基于一次性电化学传感器的超灵敏磁分析通过唾液中的 SARS-CoV-2 Spike蛋白检测诊断 COVID-19

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.131128

作者团队的这项工作证明了研究中提出的磁测法能够将SARS-CoV-2-free健康受试者与SARS-CoV-2-infected受试者区分开，获得的结果显示了所提出的技术在成功诊断SARS-CoV-2感染方面的应用潜力。与rt-pcr检测相比在技术上，磁分析被发现具有突出的优势，其中包括: 短的分析时间 (大约60分钟)，简单的样品制备，不需要长而繁琐的步骤，如RNA提取、储备转录和热循环，以及低成本的设备。磁测技术在检测SARS-CoV-2方面的突出优势使检测方法与公共卫生政策相关，因为该技术的实施可以帮助扩大检测SARS-CoV-2感染的能力，并有助于抗击新型冠状病毒肺炎疾病的传播。

5、基于锁定放大器的SERS适配体传感器对环境中SARS-CoV-2病毒颗粒的一锅法快速检测

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132445

作者团队提出了一种基于新型锁定放大器的SERS适配体传感器，用于环境中痕量SARS-CoV-2病毒颗粒的简单、灵敏和快速检测。反应过程在37 ℃ 的单锅一锅反应体系中进行，避免了产物转移、复杂的分离和换温操作。作者的这种策略中使用的磁珠可以减少背景和简化实验操作，为开发利用磁场的生物传感机器人提供思路。通过与循环放大相结合，作者团队在 40 分钟内实现了 625–10,000 TU/µL 范围内的更高灵敏度和 260 TU/µL 的低检测限 (LOD)。此外，通过适配体与SARS-CoV-2上的硫蛋白结合，大大提高了SERS在复杂环境样品中的选择性。此外，适配体传感器具有良好的重现性和均一性，有望应用于实际样品检测。最后，作者验证了这种 SERS 适配体传感器在冷链系统中的自来水、河水和鱼类样品中的应用性能。因此，SERS适配体传感器有望用于快速感染筛查和环境监测，不仅可以防止大规模感染通过环境传播，还可以促进公共卫生干预，恢复正常生产和生活。