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《科学世界》:用碳纳米管诊断疾病


http://www.sina.com.cn 2006年01月05日 17:10 《科学世界》

  流感、非典型性肺炎、疯牛病等各种人兽共患传染病正在威胁着人类。以前要判断这些疾病需要很长时间,但现在使用了碳纳米管的生物传感器,瞬间即可解决。利用这种传感器,可实现简便、迅速、高灵敏度的诊断。目前正在进行提高流感预防接种精度的项目。

  翻译/马 杰

  流感按照构造可以分为A型、B型和C型三种。而在A型流感的病毒中,按照表面蛋白还可以分出“亚型”。流感的预防接种,过去是使用针对流行病毒的疫苗,但因亚型的少许变化而使效果降低。因此,正在进行的项目是要更准确地预测最新的亚型。

  流感亚型的病原体是在野鸭(候鸟)身上,因此,要预测野鸭是带有哪种亚型

病毒在移动。如果在候鸟迁徙的季节之前检测出世界各地野鸭携带的亚型病毒,就能预测出在本季节可能流行什么亚型。

  灵敏度是以往方法的几千至几十万倍

  要实现这种预测所必需的条件是能够简便、快速地测定病毒的亚型。但是,用现在的血清诊断方法需要几天的时间,因此,开发出使用碳纳米管(CNT)的生物传感器。CNT是由碳原子组成的,直径为5到数十纳米的筒状物质。

  这种生物传感器的构造是在硅基片上的两个电极之间架设CNT,将“抗体”固定在与基片CNT相反的面上。抗体就是只与特定的病毒结合的物质。如果在检测体中有目标病毒,就会与抗体结合,使流过CNT的电流发生微小变化。利用电流的这种微小变化来检测出病毒的亚型。

  目前,从事研究的北海道大学武笠幸一教授等人,把基片做成硅和氧化硅的层状构造,成功地降低了噪声。那么为什么要使用CNT呢?武笠教授指出,制造极微小的电极当然是必需的,如果使用CNT并与使用硅等做比较,就可以用高灵敏度仪器检测出来。但为什么病毒一旦与抗体结合,电流就变化,其机理目前还不清楚。

  在这种传感器里并排着许多CNT,如果能把多种类的抗体固定化,就可以一次检测多种亚型。另外,与以往的方法做检查需要几天不同,用这个传感器在10分钟内就出结果。灵敏度也非常高,是以往方法的几千到几十万倍。使用这种传感器的检测器,预计可以小型化到手机那样大小,能随身携带。

  检查人的血液也能在短时间内简单完成

  使用这种传感器不用宰杀牛也可以做BSE检测。人们在

医院做的许多检测结果也可以立刻拿到。除了医疗诊断以外,在食品检查等许多方面都可能有广泛的应用。现在实际已经成功地用在病毒或农药的检查上。

  武笠教授指出,在实用化上必须对CNT传感器元件的大量生产进行开发研究。还希望在将来能够检测出新病毒来。

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