复旦大学团队研发4分钟出结果的新型新冠检测设备
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复旦大学团队研发4分钟出结果的新型新冠检测设备1
近日，复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室魏大程课题组研发了一种基于“分子机电系统”(molems)的晶体管传感芯片，该成果以“在未扩增样本中快速、超灵敏机电检测离子、生物分子和新冠病毒rna”为题发表于《自然生物医学工程》（nature biomedical engineering）。
核酸检测是目前世界上检测新冠病毒的标准方法，但结果返回通常需要至少几个小时。由于具有高度传染性的新冠变异毒株导致病例呈指数级激增，一些国家在面对大规模核酸检测需求时压力骤增。因此，各国科学家们一直在努力开发新的检测方法以试图缩短这一过程所需的时间。
近日，复旦大学魏大程团队提出“分子机电系统”，实现精准生物检测。
研究团队表示，这种新方法不但检测速度快、具有超高的灵敏度，而且还操作简单，便于携带。因此，它可以应用在任何地方。
在测试新设备的实验中，研究人员测试了33个来自核酸检测呈阳性的新冠感染者的`鼻咽拭子样本、23个来自发烧但核酸检测呈阴性的患者样本，以及来自健康志愿者的25个样本。所有临床样本均经过加热过程释放核酸，然后直接进行检测，无需核酸提取或扩增。
结果显示，新设备在约0.1-4分钟内检测到新冠病毒，与qrt-pcr检测结果完全一致。不但没有假阴性结果，而且还比传统核酸检测的速度快得多。
魏大程课题组长期致力于研究新型晶体管材料、器件及其在生物、化学和光电传感等领域的应用。他们提出的“分子机电系统”(molems)，即一种通过dna分子自组装而成，通过外电场驱动，能精准调控分子识别和信号转化过程的微型装置。
通过将分子机电系统组装到石墨烯场效应晶体管上，其刚性底座有助于避免污染物的非特异性吸附；外电场驱动柔性适配体悬臂发生运动，使传感过程更加接近晶体管沟道，显著提升了灵敏度。在缓冲溶液或生物液体中实现了金属离子(hg2+)、蛋白质(thrombin)、生物小分子(atp)以及新冠病毒核酸(rna和cdna)的超灵敏检测。检测新冠病毒核酸样本不需要复杂耗时的核酸提取和扩增过程，检出限最低达10～20拷贝每毫升，检测时间小于4分钟，优于现有新冠核酸pcr检测方法。
(a)微/纳米机电系统示意图；(b)分子机电系统示意图；(c-e)基于分子机电系统的晶体管传感器及芯片图片；(g-f)传感芯片的共聚焦荧光显微镜和原子力显微镜表征图片。
相对于微/纳米机电系统，分子机电系统实现了对传感过程更加精准的调控，为构筑高精度人造功能系统、实现痕量生物标志物检测应用提供了新思路。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委，复旦大学和聚合物分子工程国家重点实验室的合力支持。
复旦大学团队研发4分钟出结果的新型新冠检测设备2
2月10日消息，据人民日报报道，复旦大学研究团队研发出了一种新型新冠病毒检测设备和方案。传统的PCR检测方案需要2~24小时才能出结果，而且在病毒浓度较低的情况下，有可能检测不准确。
复旦大学的新方案4分钟之内就可以检测出结果，灵敏度也优于PCR方案。更重要的是，这种设备非常便携，研究人员认为它未来可以适用各种场景，包括机场、医院，甚至自己的家中。
近两年全球各国饱受新冠之苦，我们跨省出行经常需要携带24小时或48小时内的核酸检测报告。就拿春节假期来说，法定节假日是除夕当天开始，如果买的是除夕当天的车票，那就需要提前去做核酸检测才能及时拿到报告。
这也就是说，如果想除夕当天正常出行，前一天下班之后，要连夜去做核酸检测，还要争取12小时内出报告。传统的PRC方式太慢了，跨省出行多有不便，尤其是在小长假期间，需要做核酸检测的人太多，到医院排队可能都要几个小时。
图源：pixabay
复旦大学的新方案不但速度更快，设备的体积也更小，便于大规模普及。或许复旦大学可以与企业、医院合作，开发出自助式核酸检测设备，能够将用户的检测结果同步到健康码、行程码，这样就可以大幅提升我们出行的便捷度，也能减轻医务人员的负担。
复旦大学的方案已经研发出来，但何时能量产和商用还不好说，希望它能在五一劳动节小长假之前商用，届时我们跨省出行会方便不少。不过以目前的进度来看，五一之前量产难度很高。其实早前也有不少快速检测新冠病毒的方案，只是都存在可靠性问题，希望复旦大学能够保证检测结果的可靠性，让这项技术得以普及。
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新冠病毒核酸检测主要是应用于“聚合酶链式反应”（PCR）技术，检测时间往往需要2~24小时不等。复旦大学研究团队研发出新型冠检测设备和方法，5分钟内即可出核酸检测结果，准确率大大提升。
北京时间2月8日，复旦大学刘云圻、魏大程等带领的研究团队将这一研究结果发表在生物工程领域期刊《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上，该研究团队开发的是一种基于微机电系统的超灵敏生物传感器，并将这种传感器集成在一个便携式设备中。通过微电子技术分析拭子中的遗传物质可以在0.1~4分钟检测到病毒的RNA。
这种新方法检测速度快、灵敏度高、操作简单，不但没有假阴性结果，而且还比传统核酸检测的速度快得多。
研究人员试验发现，在病毒浓度极低的情况下，目前常见的“聚合酶链式反应”（PCR）检测方法无能为力，而这种微机电系统的超灵敏生物传感器仍可以检测到病毒。
研究人员表示，未来开发成功，这种新设备便于携带，可以适应多种场合、情况下使用，包括机场、诊所、甚至在家里。
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