应用纳米技术对禽流感病毒的早期检测将会很快从研究实验室走向商业化应用。
纳米技术在其中扮演着过滤器的角色,捕获禽流感病毒,从而在不依赖抗体的前提下快速确认禽流感病毒。在今年11月5-7日在美国亚特兰大市举行的家禽技术峰会上,来自宾夕法尼亚州立大学的著名物理学、化学、材料科学与工程专业的教授Mauricio Terrones博士将会分享这一研究成果。
这项正在走向商业化的纳米技术将会促进禽流感病毒的检测,但后期这项技术也可以用于检测其他具有商业重要意义的家禽病毒。所用的纳米设备可以检测1平方厘米的范围,使用排列碳纳米管来捕捉直径100纳米左右的禽流感病毒。
这项纳米技术为家禽生产带来了如下益处:
1.其可以应用于病毒密度非常低的环境,和聚合酶连锁反应(PCR)技术的不同之处在于,前者不会产生假阳性信息。
2.检测结果提高100倍以上。
3.不需要研发抗体。
研究者预测,这项纳米技术还可以用于病毒的复制,进而进行疫苗的生产。
原子精度控制结构
Terrones博士及其团体花费了4年的时间控制纳米管之间的排列距离。他说:“如果你能控制纳米管的增长,你就能捕捉到一些东西;它就像一个过滤器。这让我们想到了(捕捉)病毒。”
Terrones博士称,这项技术可以在你不确定目标是什么吊顶时候将其作为一个早期的病毒诊断工具使用。在暴发禽流感时,这项技术可以分离病毒,确定病毒的突变的方式,然后对病毒进行复制,进行疫苗的研发。
病毒发生突变时,其表面和遗传物质会有1%-2%的变化。突变发生的速度很快,这种突变可以在鸡只之间传播。但是突变并不会导致病毒的大小发生变化,因此没有必要再研制新的抗体来捕捉它们。对于排列碳纳米管,“有趣的地方在于,即使是新的病毒我们也能捕捉到,然后我们可以进行排序,明白它是什么毒株,”他说。
样本被放置到一个1平方厘米大小,盛有铁粒子的微流体设备中。通过入口可以将排列碳纳米管注入到设备中,捕捉病毒。Terrones说:“有意思的是,我们现在有了一个3D过滤器,你可以控制过滤器的间隙,以捕捉不同类型的毒株。”
多数病毒的大小都在25-500纳米之间。打开设备后可以取出纳米管,将其放到电子显微镜下观察捕获到了什么。然后将收集到的病毒和纳米管注入到无特定病原鸡蛋中进行病毒复制。