血液是病毒的聚集地,許多未現(xiàn)端倪的疾病都能通過驗(yàn)血檢測(cè)出來,。然而,,傳統(tǒng)的驗(yàn)血手段需血量大、速度慢,,且誤差較大,,對(duì)于一些傳染病的監(jiān)控相當(dāng)不利。隨著基因科技、納米技術(shù),、微電子技術(shù)的發(fā)展,,更加精確、快速的病毒檢測(cè)手段出現(xiàn)了,,或許在不久的將來,,人們就能使用這些高科技檢測(cè)儀器,更好地避免傳染病,。
根據(jù)電流探測(cè)病毒
美國(guó)哈佛大學(xué)的查里斯·里貝爾等人,,使用納米尺寸的晶體管,探測(cè)流行性感冒病毒,。里貝爾的研究小組在以納米線為基礎(chǔ)的晶體管,,表面鍍一層抗體,將其轉(zhuǎn)變成病毒探測(cè)器,,病毒經(jīng)由很細(xì)小的通道被導(dǎo)引至晶體管內(nèi),。由于病毒是帶電微粒,因此當(dāng)病毒經(jīng)過晶體管時(shí),,管中的電流會(huì)隨之改變,。由于納米晶體管具有放大功能,因此該裝置具有極高的單一分子靈敏度,。
此外,,若以不同抗體調(diào)整數(shù)組中不同的納米線,則可以同時(shí)探測(cè)多種病毒,。里貝爾的研究小組正在設(shè)計(jì)可以同時(shí)探測(cè)100種病毒的儀器,。同時(shí),他們希望進(jìn)一步提升該儀器的靈敏度,,用以探測(cè)單一核酸和蛋白質(zhì),。
根據(jù)基因種類分離病毒
日本開發(fā)出只需20秒就能檢測(cè)出病毒等微生物的基因芯片,,為迅速診斷一些傳染病開辟了道路,。由日本物質(zhì)材料研究所、德島大學(xué)和島津制作所的研究人員開發(fā)的這種基因芯片,,由石英材料制成,。芯片表面有寬25微米的溝槽,槽內(nèi)并列排放由微細(xì)技術(shù)加工而成的高2.7微米,、直徑500納米的石英細(xì)柱,。
檢測(cè)前,研究人員先用熒光物質(zhì)給待測(cè)樣本中的基因做上標(biāo)記,,然后把待測(cè)樣本溶液注入槽內(nèi),,加上電壓,溶液就會(huì)在槽內(nèi)流動(dòng),使細(xì)柱發(fā)生振蕩,,再根據(jù)病毒基因大小將不同基因分離開來,。例如,把人的血液樣本注入槽內(nèi),,由于白細(xì)胞基因等人類基因的尺寸較大,,因此細(xì)柱振蕩后,這些基因移動(dòng)速度較慢,;而病毒基因的尺寸較小,,細(xì)柱振蕩后,病毒基因移動(dòng)速度較快,??茖W(xué)家通過照相機(jī)拍攝的圖像,可以觀察到分離出來的基因,,并確定它們的種類,。
在實(shí)驗(yàn)中,研究人員僅用20秒鐘就查出了噬菌體的基因,。他們認(rèn)為,,如果調(diào)整納米柱的間距,可以精確分離各種大小不同的基因,。如果對(duì)血液樣本進(jìn)行特殊的預(yù)處理,,還可在短時(shí)間內(nèi)查出每個(gè)人基因的差異,從而預(yù)測(cè)藥物對(duì)人體不良反應(yīng)的大小,。
稱重病毒
病毒的重量各不相同,,如果能稱出每種病毒的重量,制作一個(gè)病毒重量標(biāo)準(zhǔn)表,,以后只要測(cè)出某個(gè)病毒的重量,,再與標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)照,就能判斷這個(gè)病毒的種類,。
美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究人員哈羅德·克雷格等人設(shè)計(jì)出一個(gè)納米機(jī)電器件,,該器件可稱出質(zhì)量小至1阿克(100億億分之1克)的病毒。器件中的核心部件是一個(gè)由晶體硅元件制作的長(zhǎng)4微米,、寬500納米的振蕩懸臂,。當(dāng)一個(gè)病毒粒子停留在懸臂上時(shí),懸臂的振蕩頻率會(huì)由此改變,。懸臂振蕩頻率的改變可由測(cè)量反射自晶體的激光得知,,進(jìn)而計(jì)算出病毒粒子的重量??的螤柎髮W(xué)的研究人員利用化學(xué)鍍膜的方法,,在懸臂表面鍍上一層對(duì)特定病毒敏感的抗體,接著將懸臂浸入含有病毒的溶液中,病毒會(huì)附著在器件表面,,然后再把器件從溶液中拿出,,測(cè)量振動(dòng)頻率??死赘癖硎?,該器件的靈敏度很高,連幾個(gè)病毒粒子都可以快速地探測(cè)并鑒定出來,。
傾聽病毒的聲音
英國(guó)科學(xué)家研究出一種新技術(shù),,能夠通過傾聽病毒從特殊裝置上飛出時(shí)產(chǎn)生的聲音,檢測(cè)病毒的類型,。英國(guó)劍橋大學(xué)的科學(xué)家在晶體表面涂上抗體,,釋放出病毒與抗體分子結(jié)合,然后施加電壓使晶體進(jìn)行快速振動(dòng),。隨著電壓的升高,,晶體振動(dòng)速度加快,病毒與抗體之間的結(jié)合會(huì)因此而斷裂,,促使病毒從晶體表面飛出,。科學(xué)家說,,在這一過程中,,原先使病毒與抗體結(jié)合的能量有一部分將以聲波的形式釋放,也就是說,,病毒從晶體表面飛出時(shí)會(huì)發(fā)出一個(gè)微小的聲音,。不同的病毒與抗體的結(jié)合力量強(qiáng)弱不同,因此病毒被彈出晶體表面所需的電壓也不相同,。監(jiān)聽病毒飛出的聲音,,結(jié)合當(dāng)時(shí)電壓的強(qiáng)弱,就能判定病毒的類型,??茖W(xué)家已對(duì)一種皰疹病毒進(jìn)行了此項(xiàng)試驗(yàn)。他們希望進(jìn)一步改良這種技術(shù),,使它成為一種能通過便攜式簡(jiǎn)單設(shè)備進(jìn)行的精確,、快捷,、廉價(jià)的病毒檢測(cè)方法,。
肉眼查病毒
人和動(dòng)物在感染病毒之后,體內(nèi)會(huì)立即啟動(dòng)免疫系統(tǒng),,產(chǎn)生一些對(duì)抗病毒蔓延的抗體,。因此,不少研究人員希望通過檢測(cè)抗體,間接地檢測(cè)病毒是否存在以及存在的濃度,。
根據(jù)這一設(shè)想,,日本全藥工業(yè)公司和京都工藝?yán)w維大學(xué)的研究人員組成的研究小組,開發(fā)出一種僅用15分鐘就可目測(cè)確診病毒感染的新技術(shù),。他們研制出一種白色混濁試劑,,其中含有能與抗體發(fā)生反應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)。將這種試劑與血液混合,,如果待檢測(cè)血液中存在抗體,,就會(huì)產(chǎn)生沉淀,研究人員用肉眼就可判斷人和動(dòng)物是否已感染待檢測(cè)病毒,。
尋找病毒潛伏位置
美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院分子成像研究中心的研究小組,,給患者注射磁性納米微粒,可在患者體液與細(xì)胞組織中找出病毒,。此種技術(shù)使用的磁性納米微粒具有氧化鐵核心以及多糖外層,,多糖使得抗體很容易依附在微粒表面。將納米微粒添加在人體體液樣本中,,給患者注射,,如果患者體內(nèi)有病毒,病毒就會(huì)黏附在微粒表面的抗體上,,形成一大簇能被磁共振成像儀掃描檢測(cè)出的顆粒,。研究人員聲稱,此系統(tǒng)已成功地在血液樣本中檢測(cè)出引起唇疹的皰疹病毒,,以及引起感冒的腺病毒,。研究人員希望該技術(shù)在幾年之內(nèi)即能在病人體內(nèi)進(jìn)行病毒檢測(cè)。