Science子刊：利用有机电化学晶体管可超快、高灵敏、便携式地检测新冠病毒抗体

2021年9月20日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自中国香港理工大学的研究人员开发出一种超快速、低成本、无标签和便携式的设备来测试人类患者中的SARS-CoV-2抗体。相关研究结果发表在2021年9月15日的Science Advances期刊上，论文标题为“Ultrafast, sensitive, and portable detection of COVID-19 IgG using flexible organic electrochemical transistors”。论文通讯作者为香港理工大学的Feng Yan博士。

当人类被SARS-CoV-2病毒感染时，他们的免疫系统会通过产生抗体作为抵抗感染的方式之一来做出反应。在感染被清除后，免疫系统会继续产生这样的抗体。不幸的是，人们仍然不知道人体在多久的时间内继续制造抗体；因此，关于何时进行疫苗加强注射的讨论在最近几周变得很激烈。减少这种讨论的一种可能的方法是获得一种廉价和容易得到的测试设备，该设备可以测量给定个体产生的抗体水平。这样的设备还能够报告一个人是否曾经感染过SARS-CoV-2病毒，或者他们是否接种过该病毒的疫苗。在这项新的研究中，Yan及其团队声称开发出这样的一种设备。

这种新的设备是基于使用有机电化学晶体管（organic electrochemical transistor）--这种类型的晶体管在注入导体后会漏出由电解质中的离子控制的电流。就这项新的研究而言，Yan团队能够利用有机电化学晶体管将体液中的生物信号转换为可使用智能手机上运行的软件进行分析的电信号。为了利用这些有机电化学晶体管，他们将它们放在单独的塑料条内，然后将其安装在一个外壳上。

为了实现更快的检测，在有机电化学晶体管的闸极电极上施加电压脉冲以加速抗体和抗原之间的结合。通过优化测试溶液的离子浓度和pH值，Yan团队在5分钟内实现了对SARS-CoV-2 IgG的特异性检测，可检测范围为10 fM至100 nM，这包括了人类血清中SARS-CoV-2 IgG的水平范围。这种便携式设备显示了用于COVID-19诊断和预后的前景。

便携式传感系统方案及IgG传感器的栅极修饰过程。该设备与移动手机通过蓝牙控制的便携式仪器相连。对栅极电极进行生物修饰有几个步骤。图片来自Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abg8387。

在检测时，将一滴血或唾液滴加在塑料条上，让这些有机电化学晶体管发挥其作用。为了使这种设备更容易使用，他们使用了蓝牙，因此测试可以通过无线方式进行。一旦分析开始，结果可以在短短5分钟内给出。他们声称，这种塑料条的成本只有1美元。

Yan团队已测试了他们的设备，发现它在分析血液和唾液样本时都非常准确。他们也已经为他们开发的设备尽快开始临床试验做了安排。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Hong Liu et al. Ultrafast, sensitive, and portable detection of COVID-19 IgG using flexible organic electrochemical transistors. Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abg8387.