纽约——韩国的一个研究团队开发了一种用于诊断应用的检测分子的新方法。利用一种被称为纳米酒窝的结构和内嵌的金纳米颗粒，该团队能够增强信号，并增加对目标分子的检测。
通常，PCR产物是通过熔化温度、比色染料或荧光信号等方法检测的。这些标准方法的另一种选择是拉曼光谱,这不需要对目标分子进行染色或标记，而是检测它们振动散射光线的方式的变化。
事实上，这种方法甚至不需要放大。但是，虽然它可以相当快，需要很少的处理，它是低灵敏度的阻碍。
为了改善这一点，平台使用等离子体等离子体和表面增强拉曼光谱已经发展了几十年，根据最近的审查用于病毒检测例如，表面增强拉曼散射(SERS)通过与固定在表面上的金属的电磁场相互作用来增强信号。
这些技术为提高诊断的检测阈值提供了诱人的机会，但迄今为止，它们也一直面临大规模生产的挑战。
发表在生物传感器和生物电子学在美国，中央大学的jaaebum Choo和他的同事将SERS与PCR和纳米窝方法配对，以比其他方法更高的灵敏度检测SARS-CoV-2。
这个小组制造了一系列的nanodimples利用DNA杂交技术将金纳米颗粒内化。然后，他们使用这些设备对PCR产物进行表面增强拉曼散射检测，并使用在靶基因存在时分解的桥式DNA探针，这样浓度就会在靶基因存在时下降。
总的来说，他们发现，当SARS-CoV-2病毒的浓度从每微升1 x 10^5拷贝开始时，需要25次RT-PCR热循环才能达到E基因和RdRp基因目标的可检测阈值。
将磁珠与SERS-PCR相结合，可以将所需的循环次数减少到15次，但其金内化为纳米窝的方法可以在8次PCR循环时检测到目标。
在一封电子邮件中，Choo说，通过降低检测阈值，该设备可以减少诊断测试的时间。例如，“通常运行40个周期需要2小时左右，所以运行8个周期需要24分钟左右，”他说。
到目前为止,在体外Choo说，使用等离子体感应平台的诊断设备尚未商业化。但是他的研究组正在开发结合横向流动检测仪的便携式拉曼系统，计划在3个月后进行临床试验，并得到食品医药品安全厅的批准。他说，这种诊断将是一种基于纳米等离子体传感的免疫分析系统，并指出该团队也在考虑随后的美国FDA申请。
“我们相信，基于纳米等离子体的系统可以克服目前用于的荧光或发光检测技术的灵敏度限制在体外诊断,”Choo说。
意大利卡塔尼亚大学(University of Catania)的研究员朱塞佩·斯波托(Giuseppe Spoto)也在开发基于等离子体检测的诊断技术。作为之前报道他的团队创造了一个基于生物传感器的系统，使用表面等离子体共振成像来检测结直肠癌。
他在一封电子邮件中说，具体来说，Spoto和他的同事优化了一种纳米颗粒增强表面等离子体共振试验，从而完全跳过了PCR扩增。该策略消除了PCR扩增带来的偏差和人工产物，简化了分析，因此可以在不进行分析前处理的情况下分析体液。
然而，Choo团队使用的等离子体纳米结构的周期性阵列“无疑是一项有趣的技术”，Spoto说。vwin德赢ac米兰合作他指出，2008年首次描述了一种使用二氧化硅表面的类似方法，但直到最近才被用于等离子体感应。
斯波托强调，大规模生产阵列等离子体热点一直是该领域的一个挑战。他说:“我们需要用简单的程序和具有竞争力的成本来生产这种阵列的技术。”他补充说，Choo和他的同事开发的方法“可能有助于提供合适的解决方案和开发具有竞争力的诊断方法。”
对于免疫分析项目，Choo公司表示，该产品的生产工艺与标准的快速免疫分析试剂盒相似，因此在批量生产方面不会有问题。
但是，在使用PCR的分子诊断中，纳米窝方法是替代现有荧光检测方法的“概念上的新设备平台”，他说。
对于Spoto来说，采用等离子体诊断的下一步将更多地应用于实际样本，并向商业化过渡。
在未来，“我相信基于等离子体的诊断可能会显著促进分子在体外诊断,”他说。