創新的生物電裝置能夠模擬感染過程來檢測病毒變體並對其進行分類
康乃爾大學的研究人員開發出一種創新的生物電裝置，能夠透過在微晶片上模擬感染過程來檢測冠狀病毒變體並對其進行分類。該設備使用生物膜模擬細胞環境，能夠迅速確定每種變體的潛在威脅程度，也能適應流感和麻疹等其他病毒，為早期病毒特徵描述和反應提供了快速有效的工具。
這種感測工具使用微晶片上的細胞膜（又稱生物膜），再現了感染的細胞環境和生物步驟。這樣，研究人員就能快速確定相關變異的特徵，並解析驅動疾病傳播的機理，而不會被生物系統的複雜性所困擾。
“在新聞中，我們看到這些令人擔憂的變種定期出現，如delta、ocmicron 等，這讓每個人都有點抓狂。人們首先想到的是，’我的疫苗是否涵蓋了這種新變體？ 我該有多擔心？ “需要花一點時間來確定一種變異是否真的值得關注，或者它是否會就此消失。”
雖然從細胞到細胞器和類器官結構等大量生物元素都已被植入微晶片，但新平台與這些設備不同，因為它實際上重現了導致在單一細胞的細胞膜上引發感染的生物線索和過程。實際上，它能欺騙變體，使其表現得像在潛在宿主的實際細胞系統中一樣。
丹尼爾說：”變異體在生物膜層中傳遞基因組的能力與該變異體感染人類的能力之間可能存在關聯。如果它能非常有效地釋放其基因組，也許這就是一個指標，表明我們應該密切監測這種令人擔憂的變異體，或配製包含它的新疫苗。需要快速對這些變異體進行分類，以便做出明智的決定，而我們的設備可以快速做到這一點。上不必標記病毒就能監測其進展。
由於研究人員能夠忠實地再現活化病毒的生物條件和線索，因此他們也可以改變這些線索，了解病毒是如何反應的。
丹尼爾說：”就了解感染如何發生以及哪些線索可以幫助或阻礙感染的基礎科學而言，這是一種獨特的工具。因為可以解耦反應序列的許多方面，並確定哪些因素會促進或阻礙感染”。
只要研究人員知道哪種細胞類型有被感染的傾向，以及特定感染有哪些生物特異性，該平台就能為流感和麻疹等其他病毒量身訂做。例如，流感需要pH 值下降來觸發其血凝素，而冠狀病毒則需要一種酵素來活化其尖峰蛋白。
“每種病毒都有自己的行事方式。我們需要知道它們是什麼，才能在晶片上複製感染過程，」丹尼爾說。 “但一旦知道了它們，就可以建立平台，以適應這些特定條件。”
編譯自/ ScitechDaily