據外媒報道，一種新的傳感器不僅可以檢測到病毒是否存在，而且可以檢測到它是否具有傳染性–這對控制病毒傳播是一個重要的區別。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員和合作者開發了這種傳感器，它整合了特別設計的DNA片段和納米孔傳感技術，可以在幾分鐘內瞄準並檢測傳染性病毒，而無需預先處理樣本。他們用兩種引起全球感染的關鍵病毒證明了該傳感器的能力：人體腺病毒和引起COVID-19的病毒。
化學榮譽教授Yi Lu和土木與環境工程教授Benito Marinas與伊利諾伊大學芝加哥分校教授Lijun Rong、阿根廷拉普拉塔國立大學教授Omar Azzaroni和德國GSI亥姆霍茲重離子研究中心的María Eugenia Toimil-Molares共同領導這項工作。他們在《科學進展》雜誌上報告了他們的發現。
該研究的第一作者Ana Peinetti說：“感染性狀態是非常重要的信息，它可以告訴我們病人是否具有傳染性或環境消毒方法是否有效。”她現在在阿根廷的布宜諾斯艾利斯大學領導一個研究小組。“我們的傳感器結合了兩個關鍵部分：高度特異性的DNA分子和高度敏感的納米孔技術。我們開發了這些高特異性的DNA分子，命名為適配體，不僅能識別病毒，還能區分病毒的感染性狀態。”
作為病毒檢測的”黃金標準”，PCR測試可以檢測病毒的遺傳物質，但不能區分樣本是否具有傳染性，也不能確定一個人是否具有傳染性。研究人員說，這可能使追蹤和遏制病毒爆發變得更加困難。
“對於引起COVID-19的病毒，已經證明病毒RNA的水平與病毒的感染性有最小的關聯。”Lu說：“在一個人被感染的早期階段，病毒RNA很低，難以檢測，但這個人具有高度傳染性。當一個人康復且不具有傳染性時，病毒RNA水平可能非常高。抗原檢測也遵循類似的模式，儘管比病毒RNA還要晚。因此，病毒RNA和抗原檢測在告知一個病毒是否具有傳染性方面都很差。它可能導致治療或隔離的延遲，或過早釋放那些可能仍有傳染性的人。”
檢測傳染性病毒的測試，稱為空斑實驗，是存在的，但需要特殊的準備和數天的培養才能得出結果。研究人員報告說，新的傳感方法可以在30分鐘至兩小時內得出結果，而且由於它不需要對樣本進行預處理，它可以用於不會在實驗室中生長的病毒。
Marinas說，能夠區分傳染性病毒和非傳染性病毒，並從可能含有其他污染物的未經處理的樣本中檢測出少量的病毒，這不僅對快速診斷處於感染早期的病人或治療后仍有傳染性的病人很重要，而且對環境監測也很重要。
Marinas說：“我們選擇人體腺病毒來展示我們的傳感器，因為它是美國和全世界關注的一種新興水傳播病毒病原體。在水消毒劑使之不具傳染性的病毒以及廢水和受污染的自然水域中其他潛在的干擾背景物質存在的情況下，檢測傳染性腺病毒的能力提供了一種前所未有的新方法。我們看到這種技術在為環境和公共健康提供更有力的保護方面的潛力。”
研究人員說，這種傳感技術可以應用於其他病毒，通過調整DNA來針對不同的病原體。傳感器中使用的DNA適配體可以用廣泛可用的DNA合成器輕易地生產出來，類似於為PCR測試生產的RNA探針。研究人員表示，納米孔傳感器也可以在市場上買到，從而使這種傳感技術可以隨時擴展。
研究人員正在努力進一步提高傳感器的靈敏度和選擇性，並將他們的DNA適配體與其他檢測方法相結合，如變色滴管或與智能手機配合的傳感器，以消除對特殊設備的需求。研究人員說，由於能夠區分非感染性病毒和感染性病毒，他們希望他們的技術也能幫助理解感染的機制。
Marinas說：“此外，核酸適配體技術可以進一步發展為多通道平台，用於檢測其他新出現的公共和環境健康問題的水傳播病毒病原體，如諾如病毒和腸道病毒，或檢測導致COVID-19的病毒變種。”