一小部分諾如病毒 - 一種高度傳染性的微生物，每年在美國造成大約2000萬例食物中毒 - 有很長的路要走。只有10粒病毒會導致人類患病。亞利桑那大學的一個研究小組創建了一種簡單，便攜且廉價的方法來檢測極低水平的諾如病毒。

Jeong-Yeol Yoon，生物醫學工程系研究員;Soo Chung，生物系統工程博士生，在Yoon的生物傳感器實驗室工作;Mel&Enid Zuckerman公共衛生學院社區，環境與政策系主任Kelly A. Reynolds領導了該項目。該團隊在美國化學學會官方期刊ACS Omega上發表了他們的研究成果，Yoon本周在圣地亞哥舉行的ACS秋季2019年國內會議和博覽會上展示了這項研究。

雷諾茲說：“在水中快速監測人類病毒的進展對于保護公眾健康至關重要。”“這種快速，低成本的水質監測技術可以成為減少當地和全球**負擔的轉型工具。”

UA和Tucson Water的國家科學基金會水和環境技術中心都為這項研究提供了資金。雖然諾如病毒通常與游輪相關聯，但它也可以通過供水迅速通過社區傳播。它每年導致全球約20萬人死亡。

保持組件簡單

已經存在少量檢測諾如病毒的裝置，但它們通常需要使用顯微鏡，激光和光譜儀陣列的實驗室設置，這可能花費數千美元。為了檢測現場的諾如病毒，例如游輪或市政水井，該團隊決定使用更簡單的材料：紙張，微流體芯片和智能手機。

“紙質基材非常便宜且易于儲存，我們可以輕松制造這些芯片，”Chung說。“紙張的纖維結構也允許液體自發流動，而不使用泵送系統，其他芯片，如硅片，通常需要。”

然而，科學家通常通過測量樣品中光的散射和反射來檢測芯片上的污染物，而紙的多孔性和不透明性會導致背景散射干擾成像并使得很難檢測到非常小的病毒濃度。因此，該小組開發了一種檢測諾如病毒的新方法，通過計數熒光珠而不是測量光強度。

該過程開始于將可能受污染的水添加到紙微流體芯片的一端。另一方面，測試人員添加了微小的熒光聚苯乙烯珠子(畫中豆袋內的小白球 - 這些是相同的材料，但要小得多)。每個珠子與抗諾羅病毒的抗體連接。如果存在諾如病毒，則幾種抗體附著于每種病毒顆粒，產生一小塊熒光珠。

“諾如病毒顆粒太小，無法通過智能手機顯微鏡成像，抗體也是如此，”Yoon說。“但是當你將這些珠子中的兩個或三個或更多個連接在一起時，這表明諾羅病毒存在，導致珠子聚集。”

這些珠子的大小足以讓智能手機顯微鏡檢測和拍攝。然后，研究人員創建的智能手機應用程序計算圖像中照明像素的數量，以識別聚集珠子的數量，隨后確定樣本中諾羅病毒顆粒的數量。這是紙屑的另一個優點：通過毛細管作用，珠子組沿著紙張展開，使它們更容易計數。整個設備中*昂貴的部件 - 智能手機顯微鏡 - 成本不到50美元。它使用起來也很簡單。

“你不必是一名科學家或工程師來運行該設備，”尹說。“分析將由智能手機應用程序自動完成，因此您只需擔心將水樣加載到芯片上。”

在未來，該團隊希望開發更早檢測患者諾如病毒感染的方法，并擴展其智能手機監測平臺，以檢測其他危害，如潛在的致癌化學物質。他們還計劃在全球范圍內推廣該平臺，使用同樣普遍的工具來對抗和發現影響深遠的**。

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