基于专门设计的磁性纳米颗粒的快速测试可在几秒钟内可靠地检测出病原体

目前用于诊断传染病的快速测试速度很快，但速度并不快。例如，冠状病毒的抗原自检、PCR检测或ELISA检测需要15分钟到几个小时才能获得可靠的结果。

相比之下，德国巴伐利亚州维尔茨堡大学和埃尔兰根大学的团队开发的一种新的、非常灵敏的快速检测方法花费的时间要少得多。它基于专门设计的磁性纳米颗粒和新开发的测量方法。例如，使用笔记本电脑大小的移动测量设备，只需几秒钟即可从唾液样本中可靠地检测出针对SARS-CoV-2冠状病毒的抗体。

该团队在《自然通讯》杂志上报告了这一进展。“我们的测试实际上只需要不到一分钟的时间，包括采样和其他一切。这开辟了全新的应用领域，例如在体育场入口处的控制，”该出版物的第一作者维尔茨堡物理学家PatrickVogel博士说.

以高灵敏度检测到最小的变化

磁性纳米粒子，简称MNP，如今被广泛用于各种领域。它们是氧化铁球体，大小只有几百纳米。

通过专门设计它们的表面，不仅可以调整它们的磁性，还可以调整它们表面的功能。例如，这可用于将特定抗体或抗原结合到珠子上。

如果发生这种结合，则颗粒会最小程度地增大。为了能够测量这种只有几纳米大小的变化，由Julius-Maximilians-UniversitätWürzburg(JMU)物理研究所的VolkerBehr教授和PatrickVogel博士领导的团队开发了一种新颖的测量方法：临界偏置磁粉分光光度法，简称COMPASS。该程序只需要少量的计量工作;它快速且对复杂的ELISA测试同样敏感。

物理学家与JMU病毒学和免疫生物学研究所的LarsDölken教授的工作组进行了实际应用测试。使用便携式COMPASS测量设备，他们能够证明新的快速测试可以在短短几秒钟内检测出针对SARS-CoV-2的抗体，并获得可靠的结果。

巧妙操纵的磁性粒子

粒子系统的特殊表面是成功的决定性因素。由埃尔兰根大学医院耳鼻喉科诊所实验肿瘤学和纳米医学科的ChristophAlexiou教授领导的工作组负责其设计。该集团是磁性颗粒生产和功能化领域的领导者。

来自埃尔兰根的团队巧妙地操纵了粒子的表面，使得各种各样的结合伙伴可以专门附着在那里。然后这些可以依次结合病原体特异性抗原或抗体。

当需要速度和可靠性时

“新的测量方法开辟了许多需要速度和可靠性的可能应用，”Behr教授说。这些包括，例如，检测新的病毒性疾病或筛查家畜的法定疾病。

对新出现的病原体的适应实际上可以很快实施，他说，“埃尔兰根的小组有可能更大规模地生产磁性纳米颗粒。只要有相应的配体，就可以生产测试血清，”贝尔教授解释道。然而，对于全球范围内的大规模生产，将需要一个大型工业合作伙伴。

维尔茨堡物理研究所的团队目前正致力于更深入地了解测量所基于的COMPASS效应的物理学，以便能够充分发挥其潜力。此外，这种新颖的测量方法现在正在各种应用中进行测试。