诊断COVID-19的金标准测试仍然是反转录·聚合酶链反应(RT-PCR)。尽管这种检测具有高度的敏感性和特异性,但它一般需要1-2天才能得到结果,而且价格昂贵,需要特殊的实验室设备和经过培训的人员。相比之下,快速抗原检测是快速的(15-30分钟),人们可以在家里进行检测,无需培训。然而,它们缺乏敏感性,有时会导致假阴性。而且,这些测试使用针对SARS-CoV-2的抗体进行检测,而这些抗体不能承受大范围的温度和pH值。纽卡斯尔大学的Marloes Peeters和Jake McClements、MIP诊断公司的Francesco Canfarotta及其同事想要制造一种低成本、快速、稳健和高灵敏度的COVID-19检测,它使用分子印记聚合物纳米颗粒(nanoMIPs)代替抗体。
研究人员通过在纳米颗粒中创建分子印记或模具,生产了针对SARS-CoV-2刺突蛋白的一个小片段或肽的nanoMIPs 。这些纳米级的结合腔具有合适的尺寸和形状,可以识别和结合印记的肽,从而识别和结合整个蛋白质。他们将与肽结合最紧密的纳米粒子连接到印刷电极上。在表明nanoMIPs 可以结合SARS-CoV-2之后,他们开发了一个3D打印的原型设备,通过测量温度的变化来检测病毒的结合。
当研究小组将来自7名患者鼻咽拭子的样本加入该设备时,液体在电极上流动,研究人员检测到了之前通过RT-PCR检测为COVID-19阳性的样本的温度变化。该检测只需要15分钟,初步结果显示,它能检测出的SARS-CoV-2是商业快速抗原测试的1/6000。与抗体不同,nanoMIPs能经受住温暖的温度--这可能使该检测在炎热的气候下有更长的保质期--这可能使它对监测废水和唾液样本中的SARS-CoV-2很有用。然而,研究人员说,为了证明该检测比现有的快速抗原检测具有更低的假阴性率,它必须在更多的病人样本上进行测试。