
红枫湾APP:据西北大学新闻网消息,西北大学一个涵盖多学科的科学家团队在《生物传感器与生物电子学》杂志上公布了一种即时检测HIV的新技术,能在几分钟内以高灵敏度地检测多种HIV抗原,既无需在临床实验室处理,也无需在确认结果时等待太久。
背景
传统的HIV诊断技术依赖于感染HIV几周后形成的特异性抗体,限制了其在早期检测中的应用,给患者护理和HIV预防工作带来了困难。
检测HIV抗体和p24抗原(HIV感染的早期标志物)的新型检测方法现在是HIV诊断的金标准,但需在临床实验室进行检测,处理时间更长、成本更高,还需要患者多次就诊。
新的检测方法
将生物传感器适应检测HIV是一个独特的挑战,因为HIV非常狡猾,它会发生突变,因此没有独特的抗体。
为应对这一难题,新检测要依赖于三个基本要素:灵敏度、抗原-抗体亲和力和特异性。
该技术利用纳米机械平台和微小悬臂梁,可在几分钟内高灵敏度地检测多种HIV抗原。
从纯p24抗原样本开始,该团队在镀金微悬臂梁的每个“手指”上涂覆了抗体层,以测量p24与表面的结合强度,这将导致悬臂梁弯曲一个可测量且可量化的程度。
在这一概念验证之后,该团队引入了比纯化样本更复杂的人类血液样本,结果发现该传感器仅在含有p24的样本中继续弯曲,显示出高度的特异性。
最后,科学家们将两种抗体(ANT-152和C65690M)添加到微悬臂梁的不同“手指”上,以更广泛地覆盖所有HIV亚型。
这使得能够在多种HIV-1亚型中进行准确检测,确保在全球环境中的可靠性。即使在非常低的浓度下,当引入HIV特异性抗原时,该测试也能准确响应。
这些硅悬臂梁成本低廉,易于大规模生产,并且可以方便地配备数字读出装置。将其内置到太阳能设备中后,可以被带到难以进行早期检测的地区,为弱势群体提供快速的干预措施。
研究人员希望,这项技术能够推动新的HIV现场诊断方法的开发,改善患者健康,并帮助结束这一流行病。
未来方向
在HIV感染者中乙型肝炎和丙型肝炎共感染的高发病率,如果未得到治疗,可能会导致严重的肝脏并发症。为了简化诊断并实现即时医疗护理,该团队设想开发一种可同时检测HIV、乙型肝炎和丙型肝炎抗原的现场检测方法。
此外,在证明了其在检测SARS-CoV-2(新冠)病毒以及HIV方面的有效性后,在检测其他疾病时这种生物传感器也会被陆续证明有效——下一个潜在的目标可能是美国多地正流行的麻疹。
注:该团队由共同通讯作者、材料工程师Vinayak Dravid、病毒学家Hultquist和共同作者、Dravid实验室的微纳制造专家Gajendra Shekhawat领导。