盘点三大用于对抗冠状病毒的诊断测试方法

　　当前，虽然冠状病毒影响了世界的运动和经济活动，但医学专业人员正试图通过检测尽可能多的有COVID-19症状的人来控制病毒的传播。检测是目前最有效的控制病毒的方法，它使携带病毒的人能够自我隔离或寻求适当的医疗治疗，并提供了一种方法来提供感染率和死亡率的重要统计数据，可用于规划下一个政府应对疫情的战略。

　　据了解，冠状病毒拥有一个单链RNA基因组，长度约为30000个核苷酸，正是这个RNA序列，常常被不同的传感和诊断平台所针对。在基因组不是目标的情况下，重点是位于病毒外部的特征性蛋白峰和机体产生的抗体来对抗病毒。了解病毒的功能以及感染后病毒在体内的位置有助于研究人员建立更有效的诊断平台。

　　本文重点介绍目前常用的一些冠状病毒诊断方法。不过，应该指出的是，虽然在编写本文时这是正确的，但正在开发的测试正在以快速的速度出现，越来越多的测试一直可用。因此，标准测试方法在几个月内可能会有所不同。

　　一、逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）

　　反转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测是一种核酸检测方法，是目前世界上最常用的检测方法，在国内外被用作标准的实验室检测。从病人身上取下棉签，送到实验室化验，这是一种普遍的技术，因为每个国家选择的目标基因都是相似的。但是，由于该方法产生了大量的假阳性和假阴性结果，因此引起了一些讨论。但在实验室测试之外，它是目前最快、最有效的诊断测试。

　　RT-PCR的工作原理是测量特定类型RNA的浓度。由于冠状病毒有一条长长的、独特的RNA链，科学家们发现了一条与RNA结合的互补DNA链。这是技术的逆转录酶部分，聚合酶链式反应部分包括扩增特定的DNA靶点，以便能够检测/感觉到它们，并且可以确认患者是否有冠状病毒。

　　不同的步骤可以同时进行，也可以一个接一个地进行。如果同时进行，得到的结果更快，但DNA没有被放大，导致不太准确的结果；如果单独进行，结果会更准确，但不会那么快。在某些情况下，特别是当检测试剂盒不广泛可用或检测产生大量错误结果时，计算机断层扫描（CT）被用来通过对患者胸腔进行非侵入性成像来确认检测。

　　二、生物传感器

　　虽然目前实验室测试是金标准，但目前正在开发一些生物传感器和诊断平台，可以直接在前线实时使用，而无需将样品送往单独的实验室进行结合、放大和分析。如果进一步发展，这种关注点生物传感器可以提供一种引入快速质量检测能力的方法。

　　通过使用不同的纳米材料作为活性传感材料，实现了对小型但高度敏感的护理点系统的需求。纳米材料的高活性表面积和固有的小尺寸使其成为生物传感器的理想选择。两种主要的纳米材料是金纳米粒子和石墨烯，这是因为金纳米粒子具有表面等离子体，当生物分子（如SARS-CoV-2抗体）与传感表面相互作用时，可以增强许多传感器的灵敏度；石墨烯具有许多活性特性，使其能够接受病毒（或其他生物分子）的蛋白质峰，并将这种分子连接转化为可读输出。

　　除了纳米材料外，还有许多基于微流控的设备可以用作看护点设备，其中一些设备中含有基于纳米材料的传感元件。许多已经用于其他疾病的现有微流控平台可以很容易地用于识别冠状病毒，并提供另一种有希望的方法，将护理点传感器带到前线。

　　就目前情况来看，这些传感器中有许多是学术界制造的，虽然确实有些传感器在商业上不可行，但有些已经引起了业界和中间合作伙伴的注意，它们有助于促进从学术界向现实世界的过渡。也有一些公司拥有一种用于检测包括流感在内的多种病毒株的定点诊断传感器，这些传感器目前正在适应新型冠状病毒的特定表面蛋白，还有一些公司已经将基于纳米材料的COVID-19传感器投放市场。因此，在这一领域有很多的兴趣和正在进行的工作，是一个发展迅速的领域值得注意。

　　三、智能手机的使用

　　一个正在增长的领域是使用智能手机监测，因为智能手机正在成为一种更广泛使用的工具，作为传感器输出媒介，用于传输数据和协调疫情应对措施，特别是在技术基础设施不那么普及的偏远和农村地区。这是因为现代智能手机具有连接能力、计算能力和硬件，以方便电子报告、数据存储和护理点测试，主要是在没有更高级的选项时。

　　人们也越来越多地使用智能手机通过专业应用程序跟踪已知感染了冠状病毒的人，这意味着，如果智能手机与冠状病毒确诊病例的人有密切接触，它可以用来通知任何人。这使得人们更容易看到是否需要接受检测，并确保感染者与他人保持安全距离。因此，智能手机现在正被用作一种工具，通过更好的信息和监控通信来帮助医疗服务，这有望提供一种预防疾病传播的方法。这种接触追踪方法已经在亚洲国家使用，现在正在前往英国。

　　总结：冠状病毒检测的未来

　　目前的共识是，RT-PCR仍然是一种可行的技术，还有一些其他的测试，如蛋白质测试和其他核酸测试，在这里没有提到，这些测试也显示出了希望，但目前并不能提供比RT-PCR更高的准确度，它们也不能像一些正在开发的生物传感器那样提供一种护理点诊断。

　　虽然实验室测试是当前的标准，但纳米材料和/或微流控护理点生物传感器很可能会成为未来的发展方向，因为它们往往提供更高的精确度和更快速的测试能力。市场上也出现了一些基于抗体的检测，但其准确性一直受到质疑，许多检测都没有通过政府的检测。然而，有许多新的测试正在开发和部署中，其中包括使用金纳米颗粒作为传感介质的测试，因此这些测试有可能在将来成为测试一个人是否拥有或曾经拥有冠状病毒的重要手段。

　　这些不同的测试是否成为标准，或者以实验室为基础的现状是否继续是主要的测试，还有待观察，但在电子、生物技术、医疗和纳米材料领域，有很多工作要做，以使COVID-19测试更有效。

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